Недавно в исследовательском центре НАСА им. Гленна в Кливленде в вакуумной камере было испытано 12-киловаттное двигательное устройство на эффекте Холла. Это самый мощный из существующих электрических двигателей, который будет иметь решающее значение для будущих научных и исследовательских миссий на Луну и за ее пределы.
Три таких двигателя Advanced Electric Propulsion System (AEPS) будут установлены на Power and Propulsion Element — первом модуле Lunar Gateway. Лунная космическая станция, «строительство» которой начнется в 2025 году, будет иметь решающее значение для миссий Артемиды, а в будущем и для полетов человека на Марс.
EPP обеспечит Gateway высокоскоростной связью и позволит ему поддерживать орбиту вокруг Луны благодаря электрическим двигателям. Это будет первый обитаемый аппарат, использующий подобную электрическую двигательную установку.
Синий цвет, видимый на фотографии обложки, — это постоянный поток ионизированного газа ксенона, выбрасываемого для создания высокоэффективной тяги. Эти электрические двигательные установки разгоняют космические аппараты до чрезвычайно высоких скоростей, но требуют для этого длительных периодов зажигания. Кроме того, они потребляют лишь малую часть топлива, которое требуется для используемых в настоящее время двигательных установок. Это делает электрические двигатели отличным выбором для научных миссий и миссий по освоению дальнего космоса.
Усовершенствованная электрическая двигательная установка (AEPS)
В основе AEPS, испытанной НАСА, лежит ионный двигатель, использующий принцип ионизации инертного газа (обычно ксенона) и ускорения образующихся ионов с помощью электрического поля. Эта технология обеспечивает высокий удельный импульс (Isp), что позволяет получить значительно более высокое отношение тяги к расходу топлива по сравнению с традиционными химическими двигателями.
Система AEPS питается от высокоэффективных фотоэлектрических солнечных панелей, установленных на конструкции Lunar Gateway, которые преобразуют солнечную энергию в электричество. Эта энергия питает ионный двигатель и другие бортовые системы. Сочетание ионного двигателя и солнечной энергии обеспечивает высокую эффективность и экологическую устойчивость системы.
Характеристики AEPS включают постоянную, но относительно малую тягу, которая идеально подходит для орбитальных маневров и поддержания орбиты Lunar Gateway. Высокий КПД делает его идеальным для длительных миссий и непрерывных операций.
Кроме того, AEPS способен с высокой точностью выполнять широкий спектр орбитальных маневров. Это очень важно для выведения Lunar Gateway на нужную орбиту вокруг Луны и для проведения орбитальных коррекций в случае необходимости. Благодаря своей эффективности AEPS также требует меньшего технического обслуживания, чем химические двигатели. Это способствует повышению устойчивости системы и снижению долгосрочных эксплуатационных расходов.
Усовершенствованная электрическая двигательная установка (AEPS) представляет собой значительный технологический прогресс в области космической двигательной установки и пилотируемых космических полетов. Ее эффективность, маневренность и устойчивость делают ее ключевым элементом для успешной реализации проекта Lunar Gateway и будущих пилотируемых космических полетов. Эта технология открывает путь к новым рубежам в освоении космоса, поддерживая непрерывные инновации в космической отрасли.