NASA testuje motor pro Mars: Lithium-plazmový pohon dosáhl rekordního výkonu 120 kW
InovaceNASA nedávno úspěšně otestovala novou generaci elektrického pohonného systému, který by mohl v budoucnu dopravit lidi na Mars a kosmické lodě napříč sluneční soustavou.
Vědci z NASA úspěšně otestovali prototyp lithium-plazmového motoru (MPD thruster), který dosáhl výkonu 120 kilowattů. Tento průlomový test proběhl ve vakuové komoře simulující podmínky hlubokého vesmíru a představuje významný krok vpřed pro budoucí mise s lidskou posádkou. Během pěti zážehů motor dosáhl teplot přesahujících 2 800 stupňů Celsia, přičemž jeho tryska vyzařovala zářivě červený plamen a wolframová elektroda ve středu žhnula bíle, což potvrdilo dosažení cílových výkonnostních úrovní. James Polk, vedoucí výzkumný pracovník v JPL a jeden z lídrů projektu, označil tento moment za klíčový výsledek dvou a půl let vývoje ve spolupráci s Princetonskou univerzitou a NASA Glenn Research Center.
MPD motor představuje zásadně odlišnou třídu elektrického pohonu ve srovnání s iontovými motory a Hallovými motory, které se v současnosti používají například na sondě Psyche. Tyto stávající systémy využívají solární energii a ionizovaný inertní plyn, jsou účinné, ale omezené ve zpracovávaném výkonu. Nový MPD motor využívá vysoké elektrické proudy interagující s magnetickým polem k elektromagnetickému zrychlení lithiového plazmatu. Tento proces mu umožňuje pracovat s výrazně vyššími hustotami výkonu a zároveň využívat palivo mnohem efektivněji než chemické rakety. NASA uvádí, že elektrické pohonné systémy této třídy spotřebují až o 90 % méně paliva než tradiční chemické rakety.
Kombinace MPD motoru s jaderným zdrojem energie, který dokáže dodávat trvalé vysoké proudy bez závislosti na sluneční energii (která dramaticky slábne za vnitřní sluneční soustavou), je mimořádně lákavá pro lidské mise do hlubokého vesmíru. Zde hrají dobu cesty a startovací hmotnost klíčovou roli z hlediska nákladů a bezpečnosti. Dosažených 120 kW v tomto prvním testu je již více než 25násobek výkonu Hallových motorů na palubě sondy Psyche, ale je to teprve začátek. Cílem NASA pro architekturu mise na Mars je celkový pohonný výkon mezi 2 a 4 megawatty, což si vyžádá paralelní provoz více MPD motorů po dobu více než 23 000 nepřetržitých hodin. Další fáze testování bude směřovat k individuálním motorům s výkonem 500 kilowattů až 1 megawatt, což přinese vážné výzvy v oblasti tepelného managementu. V těchto výkonnostních úrovních a dobách provozu bude hardware čelit trvalým extrémním teplotám, u kterých tým musí prokázat odolnost součástí motoru. Program je v souladu s prioritou administrátora NASA Jareda Isaacmana, který zdůrazňuje cíl vyslat člověka na Mars. Úspěšný test podle Isaacmana demonstruje skutečný pokrok směrem k vyslání amerického astronauta na Rudou planetu. Tato ambice získává strukturální podporu: jaderná elektrická kosmická loď NASA SR-1 Freedom, plánovaná na start v prosinci 2028, je navržena kolem 20kilowattového štěpného reaktoru pohánějícího pokročilé elektrické motory a je považována za průkopníka, který demonstruje jaderný pohon v hlubokém vesmíru předtím, než se posádková mise k této technologii plně zaváže.