宇宙探査の未来に関しては、多くの新しい技術が調査されています。これらの中で最も重要なのは、燃料効率と動力のバランスをとることができる新しい形式の推進力です。少ない燃料で大量の推力を達成できるエンジンは、費用対効果が高いだけでなく、火星などの目的地に宇宙飛行士を短時間で運ぶことができます。
ここで、X3ホール効果スラスタのようなエンジンが動作します。 NASAのGlenn Research Centerが米国空軍およびミシガン大学と共同で開発しているこのスラスタは、米国で使用されているスラスタの種類を拡大したモデルです。 夜明け 宇宙船。最近のテスト中に、このスラスタはホール効果スラスタの以前の記録を打ち破り、より高い出力と優れた推力を達成しました。
ホール効果スラスタは、非常に効率が高いため、近年、ミッションプランナーに好評を博しています。それらは、少量の推進剤（通常はキセノンのような不活性ガス）を電場を持つ帯電プラズマに変え、次に磁場を使用して非常に速く加速することによって機能します。化学ロケットと比較して、燃料のごく一部を使用して最高速度を達成できます。
しかし、これまでの大きな課題は、高レベルの推力を実現できるホール効果スラスタの構築です。燃料効率は高いものの、従来のイオンエンジンは通常、固体化学推進剤に依存するロケットが生成する推力のごく一部しか生成しません。そのため、NASAがパートナーと協力してスケールアップしたモデルX3スラスタを開発しているのはなぜですか。
スラスタの開発は、航空宇宙工学の教授であるアレックガリモア氏とミシガン大学のロバートJ.ヴラシック工学部長によって監督されています。彼が最近のミシガンニュースの報道声明で指摘したように：
「火星ミッションは間近に迫っています。ホールスラスタが宇宙でうまく機能することはすでにわかっています。それらは、1年ほどのあいだに最小限のエネルギーと推進剤で機器を運ぶために、または速度のために最適化することができます-火星への乗組員をはるかに速く運ぶ。」
最近のテストでは、X3はホールスラスタによって設定された以前の推力記録を打ち破り、3.3ニュートンの古い記録と比較して5.4ニュートンの力を達成しました。 X3はまた、動作電流を2倍以上（250アンペア対112アンペア）、以前の記録保持者（102キロワット対98キロワット）よりわずかに高い電力で動作しました。これは、エンジンがより速い加速を提供できることを意味するため、励みになるニュースでした。つまり、移動時間が短くなります。
テストはスコットホールとハニカムハウィによってクリーブランドのNASAグレン研究センターで行われました。 HallはU-Mの航空宇宙工学の博士課程の学生ですが、KamhawiはX3の開発に深く関わってきたNASA Glennの研究科学者です。さらに、カムハウィは、NASA宇宙技術研究フェローシップ（NSTRF）の一部として、ホールのNASAメンターでもあります。
このテストは、現在のホール効果の設計を改善しようとする5年以上の研究の集大成でした。テストを実施するために、チームはNASAグレンの真空チャンバーを使用しました。これは現在、X3スラスタを処理できる米国で唯一のチャンバーです。これは、スラスタが生成する純粋な排気量によるもので、イオン化されたキセノンがプラズマプルームにドリフトし、テスト結果を歪める可能性があります。
NASAグレンのセットアップは、排気をクリーンに保つために必要な条件を作成するのに十分強力な真空ポンプを備えた唯一のものです。 HallとKamhawiはまた、X3の227 kg（500ポンド）のフレームをサポートし、それが生成する力に耐えるためにカスタムスラストスタンドを構築する必要がありました。テストウィンドウを確保した後、チームは4週間かけてスタンド、スラスタを準備し、必要なすべての接続をセットアップしました。
その間、NASAの研究者、エンジニア、技術者はサポートを提供するために待機していました。チャンバー内の空間のような真空を実現するために20時間排気した後、HallとKamhawiは一連のテストを実施し、エンジンを12時間連続して点火しました。 25日間にわたって、チームはX3を記録的なパワー、電流、推力レベルに引き上げました。
今後は、アップグレードされた真空チャンバーを使用して、U-MのGallimoreのラボでさらに多くのテストを実施する予定です。これらのアップグレードは2018年1月までに完了する予定であり、チームが社内で将来のテストを実施できるようになります。このアップグレードは、100万ドルの助成金のおかげで可能になりました。その一部は、空軍科学研究所と、ジェット推進研究所とU-Mによる追加のサポートによって提供されました。
X3の電源は、NASAからの推進システム認可のリーダーでもあるサクラメントベースのロケットおよびミサイル推進メーカーであるAerojet Rocketdyneによって開発されています。 2018年の春までに、エンジンはこれらの電力システムと統合される予定です。その時点で、グレンリサーチセンターで再度実施される一連の100時間テスト。
X3は、NASAが火星への将来の乗組員のミッションのために調査している3つのプロトタイプの1つです。これらはすべて、移動時間を短縮し、必要な燃料の量を削減することを目的としています。このようなミッションをより費用対効果の高いものにするだけでなく、通過時間の短縮は、宇宙飛行士が地球と火星の間を移動するときに曝される放射線の量を減らすことも目的としています。
プロジェクトはNASAのNext Space Technologies for Exploration Partnership（Next-STEP）を通じて資金提供されており、推進システムだけでなく、生息地システムや宇宙での製造もサポートしています。
