Lunar Gateway vil bevare sin bane med en 6 kW ionmotor

Når NASA sender astronauter tilbage til månen som en del af Artemis-programmet, de vil tage det lange perspektiv. I stedet for at være endnu et "fodspor og flag"-program, målet er at skabe en varig infrastruktur, der vil sikre et "vedvarende program for måneudforskning." Et vigtigt element i denne plan er Lunar Gateway, et kredsløbshabitat, som astronauter vil bruge til at vove sig til og fra overfladen.

Det første trin i etableringen af ​​gatewayen er implementeringen af ​​to kritiske moduler – Habitation and Logistics Outpost (HALO) og Power and Propulsion Element (PPE). Ifølge en nylig opdatering, NASA (sammen med Maxar Technologies og Busek Co.) afsluttede for nylig en hot-fire-test af PPE-fremdrivningssubsystemet - den første af mange, der vil sikre, at PPE og HALO vil være klar til lancering i 2024.

Dette fremdriftsundersystem er en klynge af Hall-effekt thrustere (alias ionmotorer), som bruger elektromagnetiske felter til at accelerere ioniseret gas gennem motordyser for at generere tryk. I dette tilfælde, motorsystemet er et 6-kilowatt solar electric propulsion (SEP) koncept, der inkorporerer Maxar-bygget elektronik og et xenon-tilførselssystem med fire Busek-byggede BHT-600 thrustere.

Dette system er 30 % kraftigere end noget tidligere bygget og fløjet af Maxar eller Busek og vil blive kombineret med Hall-effekt thrustere med højere effekt for at fuldende PPE'ens 50 kW SEP-system. sagde Robert Curbeam, senior vicepræsident for rumfangst hos Maxar Technologies:

"Busek's BHT-6000 elektriske thrustere tilbyder højeffektkapaciteter til en konkurrencedygtig pris og passer godt til både vores nær-jorden og deep space-programmer. SEP-systemerne, vi udvikler til PPE, er et fantastisk eksempel på innovativ kommerciel teknologi med stor flyvningsarv, der udnyttes til NASA-programmer. Vi fortsætter med at gøre støt fremskridt med Power and Propulsion Element, med den næste store milepæl er rumfartøjets Preliminary Design Review, som er målrettet senere i år."

Hot-fire-testen blev finansieret af NASAs Space Technology Mission Directorate gennem deres Tipping Point-program. Hvert år, STMD udsteder tilskud til kommercielle partnere for at fremme udviklingen af ​​teknologier, der vil fremme kommercielle rumkapaciteter og gavne fremtidige NASA-missioner.

I 2018, Maxar Technologies – tidligere Space Systems/Loral (SSL) – blev udvalgt gennem Tipping Point til at udvikle power processing unit (PPU), der skulle drive 6 kW Hall thrusteren. Busek Co. er en mangeårig NASA-partner kendt for sin Hall-effekt satellit-thruster-teknologi. Tidligere bidrag inkluderer mini-elektrospray-thrustere til CubeSats og ST7-DRS thruster-systemet, der bruges af LISA Pathfinder-missionen.

Denne nylige test bestod i at tænde systemet op og ned adskillige gange og køre forskellige flylignende scenarier, hvis formål var at demonstrere systemet til operationer omkring månen. Multi-ugers testen var første gang hardwaren udviklet af Maxar og Busek fungerede som et fuldt integreret system og tjente til at validere dual-mode operationer af SEP op til effektniveauer på 6 kW og 600 volt.

sagde Mike Barrett, Power and Propulsion Element manager ved NASAs Glenn Research Center:

"Dette er et spændende første skridt mod at bevise, at PPE's fremdriftssystem vil opfylde Gateways krav. Disse thrustere vil være afgørende for at levere de første elementer af Gateway til månens kredsløb og vil hjælpe os med at skabe en dynamisk udforskningsplatform over Gateways 15-årige levetid."

Når den er færdigmonteret og integreret, PPE vil være det mest kraftfulde elektriske fremdriftsrumfartøj, der nogensinde er fløjet, og vil manøvrere Gatewayen rundt om månen. Parret med en genanvendelig månelander, Gatewayen vil åbne mere af månens overflade for udforskning end nogensinde før. I øjeblikket, PPE og HALO er planlagt til at lancere sammen i 2024 ombord på en Falcon Heavy som forberedelse til Artemis III-missionen.

Ud over HALO, andre moduler vil blive tilføjet over tid, ligesom det europæiske system for tankning, Infrastruktur og telekommunikation (ESPRIT), og International Habitation Module (I-HAB). Disse moduler udvikles af ESA og JAXA i samarbejde med den franske rumfartsudvikler Thales Alenia Space – med yderligere bidrag fra NASA, og den canadiske rumfartsorganisation (CSA).

Disse moduler vil blive lanceret i 2026 og 2027, henholdsvis, og integreret med gatewayen, mens den er i kredsløb om månen. Denne station vil være en vital del af NASAs Artemis-program, giver vital støtte til langvarige missioner til månens overflade. Det vil også lette partnerskaber med andre rumorganisationer (såsom ESA, CSA, JAXA, og andre), fortsætter i traditionen fra ISS.

Kombineret med en genanvendelig lander, det vil også for skabelsen af ​​en basislejr på månens overflade, hvor astronauter kan udføre vital forskning under måneforhold. Sidst, men ikke mindst, det vil lette bemandede missioner til Mars i det kommende årti, på hvilket tidspunkt det ikke længere vil være en "Gateway" til månens overflade, men også til steder i det dybe rum.