Gelişmiş Elektrikli Tahrik Sistemi - Advanced Electric Propulsion System

Gelişmiş Elektrikli Tahrik Sistemi ( AEPS ), büyük ölçekli bilim misyonları ve kargo taşımacılığı için NASA ve Aerojet Rocketdyne tarafından tasarlanan, geliştirilen ve test edilen uzay araçları için güneş enerjisiyle çalışan bir elektrik tahrik sistemidir . AEPS'nin ilk uygulaması, 2024'te piyasaya sürülecek olan Ağ Geçidinin Güç ve Tahrik Elemanını (PPE) sevk etmektir. KKD modülü, Palo Alto, California'da MAXAR uzay çözümleri tarafından inşa edilmiştir . İki özdeş AEPS motoru, 60 kW'ın üzerinde güç üretebilen, açılır güneş enerjisi dizisi (ROSA) düzeneği tarafından üretilen 25 kW tüketecektir.

Lunar Gateway için Güç ve Tahrik Elemanı (PPE), 8-9 metrik tonluk bir kütleye sahip olacak ve Hall iticileri için manevra kabiliyeti için 50 kW güneş enerjisi üretebilecek ve kimyasal monopropellant iticilerle desteklenebilecek. yüksek itme tutum kontrol manevraları.

genel bakış

Güneş-elektrik tahrikinin güvenilir ve verimli olduğu ve uzay aracında önemli bir kütle azalmasına izin verdiği gösterilmiştir. Yüksek güçlü güneş enerjisiyle tahrik, cis-lunar uzayındaki önemli keşif faydaları ve Mars'a mürettebatlı misyonları nedeniyle öncelik verilen kilit bir teknolojidir.

AEPS Hall itici sistemi, ilk olarak 2015'ten beri NASA Glenn Araştırma Merkezi ve Jet Propulsion Laboratuvarı tarafından şu anda iptal edilen Asteroid Yönlendirme Görevinde kullanılmak üzere geliştirildi . İtici üzerindeki çalışmalar, Nisan 2017'deki görev iptalinin ardından durmadı çünkü bu tür iticilere derin uzayda bir dizi NASA, savunma ve ticari görev için talep var. Mayıs 2016'dan bu yana, AEPS ile ilgili daha fazla çalışma , şu anda mühendislik modeli donanımını tasarlayan ve test eden Aerojet Rocketdyne'e geçti . Bu, Aerojet Rocketdyne'nin geliştirdiği, kalifiye olduğu ve iticiler, PPU'lar ve xenon akış kontrolörleri dahil olmak üzere beş adet 12,5 kW Hall itici alt sistemi sunacağı 65 milyon dolarlık bir sözleşmedir.

Tasarım

AEPS, 'Manyetik Korumalı Hall Etkili Roket' (HERMeS) adı verilen 12,5 kW geliştirme modeli iticisine dayanmaktadır. AEPS güneş enerjisi motoru , itici gazın iyonize olduğu ve bir elektrik alanı tarafından itme kuvveti üretmek için hızlandırıldığı Hall etkili iticiyi kullanır . İticide 12,5 kW güç üretmek, kontrol elektroniği için gereken güç dahil olmak üzere toplam 13,3 kW'lık bir güç gerektirir. Dört özdeş AEPS motoru (itici ve kontrol elektroniği) teorik olarak 4 × 13,3 = 53,2 kW'a ihtiyaç duyacaktır , bu da KKD'nin güneş panelleri tarafından üretilen 50 kW'dan daha fazladır . AEPS dizisinin 50 kW'ın yalnızca 40 kW'ını kullanması amaçlandığı, bu nedenle maksimum itme gücünün yaklaşık 1,77 N ile sınırlı olacağı belirtiliyor .

Mühendislik modeli ayrıca çeşitli titreşim testlerinden, itici dinamik ve termal ortam testlerinden geçmektedir. AEPS'nin sözleşmenin sonunda yaklaşık 5.000 saat biriktirmesi bekleniyor ve tasarım, en az 23.000 saatlik bir yarı ömür ve yaklaşık 50.000 saatlik bir tam ömür sunan bir uçuş modeli elde etmeyi hedefliyor.

AEPS tahrik motorunun üç ana bileşeni şunlardır: Hall pervanesi, Güç İşlemci Birimi (PPU) ve Xenon Akış Kontrolörü (XFC). İticiler, 95 ila 140 V arasında değişen giriş voltajlarıyla 6.67 – 40 kW giriş gücü aralığında kısılabilir . Lunar Gateway için tahmini xenon itici kütlesi 5.000 kg olacaktır. Ön Tasarım İncelemesi, Ağustos 2017'de gerçekleşti. "Güç İşlem Birimi, tahrik sisteminin kararlı çalışmasını başarıyla gösterdi ve tüm planlı beklenmedik durum senaryolarımıza uygun şekilde yanıt verdi."

testler

Temmuz 2017'de AEPS, Glenn Araştırma Merkezi'nde test edildi. Testler, diğer gelişmiş uzay aracı tahrik teknolojisi için de kullanılabilecek bir Güç İşlem Birimi (PPU) kullandı. Ağustos 2018'de Aerojet Rocketdyne, bir vakum odasında erken sistem entegrasyon testini tamamlayarak tasarımın sonuçlandırılması ve doğrulama aşamasına geçti. Kasım 2019'da Aerojet Rocketdyne, AEPS iticisini ilk kez tam güçte sergiledi.

Ayrıca bakınız

• NASA Solar Teknoloji Uygulama Hazırlığı  - Uzay tahrik sistemi

Referanslar