Per quanto riguarda la prossima generazione di esplorazione dello spazio, sono state studiate alcune tecnologie chiave. Oltre ai veicoli spaziali e ai lanciatori che saranno in grado di inviare gli astronauti più lontano nel Sistema Solare, la NASA e altre agenzie spaziali stanno anche cercando nuovi mezzi di propulsione. Rispetto ai razzi convenzionali, l'obiettivo è quello di creare sistemi che offrano una spinta affidabile garantendo allo stesso tempo il consumo di carburante.
A tal fine, la NASA ha abbinato Aerojet Rocketdyne, un produttore di razzi e missili con sede in California, per sviluppare un propulsore ad effetto Hall Solar Electric Propulsion (SEP). Conosciuta come Advanced Electric Propulsion System (AEPS), la società ha recentemente completato con successo un test iniziale di integrazione dei sistemi su questo propulsore, che consentirà missioni di esplorazione dello spazio profondo e attività commerciali spaziali.
Il test si è svolto presso il Glenn Research Center della NASA e si è concentrato sull'unità di alimentazione a scarica (DSU) e sull'unità di elaborazione della potenza (PPU), che sono state combinate con un propulsore di sviluppo della NASA e quindi testate in una camera a vuoto termico. Il test ha dimostrato che il sistema è in grado di convertire l'energia in modo efficiente, trasformando l'energia solare in spinta e producendo un minimo dispendio di calore.
Come ha affermato Eileen Drake, CEO e presidente di Aerojet Rocketdyne in un recente comunicato stampa aziendale:
“La nostra unità di approvvigionamento di scarico AEPS ha funzionato in modo eccezionale, producendo significativi miglioramenti dell'efficienza di conversione importanti per future missioni impegnative. Questi risultati sono una testimonianza dell'attenzione e della dedizione del team Aerojet Rocketdyne per far avanzare lo stato dell'arte in questo settore tecnologico nello spazio critico ".
Proprio come i tradizionali propulsori ad effetto Hall, il SEP si basa su un campo elettrico per ionizzare e accelerare un propellente (nella maggior parte dei casi, un gas nobile come lo xeno). Nel caso di SEP, l'elettricità necessaria viene generata da celle fotovoltaiche (ovvero pannelli solari). Un vantaggio immediato di questo tipo di sistema è che può offrire una spinta paragonabile a un sistema di propulsione chimica convenzionale, ma utilizzando un decimo del propellente.
Utilizzando un sistema di propulsione SEP da 10 kW e propellente allo xeno da 425 kg (937 lbs), il Alba la navicella spaziale era in grado di raggiungere una velocità massima di 41.260 km / h (mph). Questo test più recente ha coinvolto un sistema da 13 kilowatt e Aerodyne ha in programma di ampliarlo nei prossimi anni. Ad esempio, è previsto un sistema di propulsione SEP da 50 kW da utilizzare sul Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) proposto dalla NASA, precedentemente noto come Deep Space Gateway.
Questa stazione spaziale, che sarà costruita in orbita attorno alla Luna, faciliterà le future missioni sulla superficie lunare, oltre a fungere da punto di partenza per le prime missioni con equipaggio su Marte e più in profondità nel Sistema Solare. Come indicato da Drake:
“Rimanendo all'avanguardia della tecnologia di propulsione, ci siamo posizionati per un ruolo importante non solo nel tornare sulla Luna, ma anche in qualsiasi futura iniziativa per inviare persone su Marte. L'AEPS è l'avanguardia per la prossima generazione di esplorazione dello spazio profondo e siamo entusiasti di essere all'albero. "
Con questo ultimo test completato, il team passerà ora alla fase di finalizzazione e verifica del progetto, a cui seguirà la revisione critica del progetto (CDR), in cui il progetto del propulsore verrà finalizzato e autorizzato per la produzione. Se tutto procede come previsto, la versione da 50 kW di questo sistema fungerà da elemento di potenza e propulsione (DPI) sul Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G).
Oltre allo sviluppo della tecnologia SEP di prossima generazione per la NASA, Aerodyne è anche responsabile dei sistemi di propulsione che alimentano la missione Mars Atmosphere e Volatile EvolutioN (MAVEN), Origins, Spectral Interpretation, Identificazione delle risorse, Sicurezza, Regolith Explorer (OSIRIS-REx ) e la sonda solare Parker lanciata di recente.
Nel regno commerciale, Aerojet Rocketdyne è anche responsabile dei propulsori che alimentano la United Launch Alliance (ULA) Atlas V razzo, il Centauro veicolo di lancio sul palco superiore e Crew Capsule Escape Solid Rocket Motor (CCE SRM) a bordo di Blue Origin New Shephard capsula. La compagnia sta inoltre sviluppando propellenti verdi a tossicità ridotta in alternativa al combustibile idrazinico come parte della Green Propellant Infusion Mission (GPIM) della NASA.
E quando arriva il momento per la NASA di rimandare gli astronauti sulla Luna e condurre il suo "Journey to Mars", i motori di Aerojet Rocketdyne giocheranno un ruolo chiave. Questi includono i motori RS-25 e RL-10 per il core e lo stadio superiore dello Space Launch System (SLS), nonché il motore jettison sulla navicella spaziale Orion, un componente chiave del sistema di interruzione del lancio di Orion (LAS).
Oltre ai razzi riutilizzabili, agli aerei spaziali, ai razzi da singolo stadio a orbita e ad altri sistemi, la propulsione elettrica solare mira a rinvigorire l'esplorazione dello spazio riducendo contemporaneamente i costi. Con la loro combinazione di spinta affidabile ed efficienza del carburante, i sistemi SEP consentiranno missioni più piccole, più leggere e meno costose, aprendo nuove opportunità per l'esplorazione dello spazio.
