画像クレジット：NASA / JPL
NASAのJupiter Icy Moons Orbiterミッションで検討中の新しいイオンエンジン設計は、テストに成功しています。これは、原子炉を使用して宇宙船のイオンエンジン用の電力を生成する原子力電気キセノンイオンシステムの最初の性能テストでした。これまでのイオンエンジンは、Deep Space 1やSMART-1のように、太陽光発電です。新しいエンジンは、Deep Space 1の10倍の推力で作動し、10年間稼働できるはずです。生命の潜在的候補である木星の氷の月のそれぞれを訪れる十分な時間。
NASAのProject Prometheusが検討中のいくつかの候補推進技術の1つである新しいイオン推進エンジンの設計は、提案されている木星の氷の衛星オービターミッションで使用できる可能性があり、NASAのジェット推進研究所（カリフォルニア州パサデナ）のエンジニアのチームによってテストされました。
このイベントは、原子力電気推進アプリケーションでの使用に必要な高効率、高出力、高推力の動作条件での原子力電気キセノンイオンシステム（Nexis）イオンエンジンの最初の性能テストを示しました。このテストでは、商用電源を使用してネクシスエンジンに電力を供給しました。提案されている木星のアイシームーンオービター宇宙船で使用されているイオンエンジンは、搭載されている宇宙原子炉から電力を引き出します。イオンエンジン、または電気スラスタは、木星を周回する氷の世界（ガニメデ、カリスト、エウロパ）の周りのオービターを推進し、それらの構造、歴史、そして生命を維持する可能性について広範囲の探査を行います。
JPLで開発中のイオンエンジンの主任研究者であるジェームスポーク博士は、「性能テストの初日、ネクシススラスタは、これまでにテストされたキセノンイオンスラスタの中で最も高い効率の1つを示しました」と述べました。
テストは12月12日に行われたJPLの同じ真空チャンバーで、今年の初めに、Deep Space 1フライトスペアイオンスラスタが連続運転の30,352時間（約3.5年）の常時耐久記録を打ち立てました。 Nexisエンジンは、Deep Space 1スラスタのほぼ10倍の20キロワットを超える電力レベルで動作し、所与の宇宙船質量に対して、より大きな推力と最終的にはより高い宇宙船速度を可能にします。 2メートルトンの推進剤を処理し、Deep Space 1エンジンの10倍の能力を発揮し、Deep Space 1のスラスター寿命の2〜3倍の10年間作動します。
ネクシスエンジンに取り組んでいるチームメンバーは、NASAの大成功を収めたディープスペース1ミッションで飛行した最初のイオンエンジンの開発にも貢献し、宇宙での最初のイオンエンジンの使用など、12のリスクの高い高度なテクノロジーを検証しました。
「Nexisスラスタは、Deep Space 1スラスタの大型で高性能な子孫であり、以前に主要コンポーネントで使用されていた金属を先進の炭素ベースの材料で置き換えることにより、並外れた寿命を実現しています」とJPLのNexisプログラムマネージャであるTom Randolphは述べています。 。 「スラスタの革命的な性能は、Deep Space 1の寿命試験やその他のコンポーネントテストデータで開発および検証された詳細なコンピュータモデルを使用したシミュレーションを含む広範な設計プロセスの結果です。」
固体または液体燃料を使用するほとんどの化学ロケットエンジンの短くて高推力の燃焼とは異なり、イオンエンジンはキセノンの帯電した原子のかすかな青い輝きだけを放出します。これは、閃光管や多くの灯台の電球で見られるのと同じガスです。エンジンからの推力は、手のひらで握った紙の力と同じくらい穏やかです。長い間、エンジンは従来のロケットよりもキログラムあたり20倍の推力を実現できます。
イオン技術の鍵は、その高い排気速度です。イオンエンジンは、1日あたり数百グラムの推進剤で実行できるため、軽量です。重量が少ないということは、打ち上げにかかるコストが少ないことを意味しますが、イオン推進宇宙船は他のどの宇宙船よりもはるかに速く遠くまで移動できます。
「このテストは、NASAのグレンリサーチセンターでの高出力電気推進イオンエンジンの最近のテストと組み合わせて、太陽系全体およびそれ以降の旗艦宇宙探査ミッションをサポートするために必要なテクノロジーの開発において私たちが行っている進歩のもう1つの例です。プロジェクトプロメテウスのディレクター、アランニューハウスは言った。 「私たちはチームに困難なパフォーマンス目標に挑戦しました、そして彼らは技術的な挑戦を克服することで創造的になる彼らの能力を示しています。」
NASAのProject Prometheusは、宇宙の核分裂力と電気推進技術に戦略的な投資を行っており、現在の電力と推進システムで可能な能力をはるかに超える能力を持つ、外部の太陽系への新しいクラスのミッションを可能にします。調査中の最初のそのようなミッションであるジュピター・アイシー・ムーン・オービターは、次の10年に打ち上げられ、NASAに大幅に改善された科学および通信機能とミッション設計オプションを提供します。ラジオアイソトープ熱電発電機を使用したカッシーニやガリレオのミッションのような数百ワットの電力を生成する代わりに、木星の氷の衛星オービターは数万ワットまでの電力を持ち、潜在的な科学のリターンを何倍も増加させることができました。
Nexisイオンエンジンの開発は、JPLのエンジニアチームによって行われています。 Aerojet、レドモンド、ワシントン。 Boeing Electron Dynamic Devices、カリフォルニア州トーランス、 NASAのマーシャル宇宙飛行センター、アラバマ州ハンツビル。コロラド州立大学、コロラド州フォートコリンズ。ジョージア工科大学、ジョージア州アトランタ。そして、Aerospace Corporation、ロサンゼルス、カリフォルニア。
インターネット上のProject Prometheusの詳細については、http：//spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htmにアクセスしてください。
提案されている木星の氷の衛星オービターミッションに関する情報は、NASAジモミッションで入手できます。
元のソース：NASA / JPLニュースリリース
