NASA ønsker å bruke solen til å drive fremtidige romfart | MIT Technology Review

29

Solenergi kan gjøre romreiser mer drivstoffeffektive.

Av

November 25. 2021illustrasjon av Psyche romfartøy NASA/JPL-Caltech/ASU

I august 2022 vil en NASA-sonde kalt Psyche utforske en gigantisk metallisk asteroide kalt Psyche 16, for å hjelpe forskere med å finne ut mer om hvordan planeter dannes. Måten Psyche når målet på, vil imidlertid være annerledes enn typiske NASA-oppdrag.

Solenergi bygger på teknologi brukt i tidligere oppdrag, inkludert Dawn og Deep Space 1, vil hjelpe med å drive Psyche inn i det store rommet. Hvis det viser seg vellykket, kan det være starten på en ny æra med bruk av mer drivstoffeffektive sonder for både romutforskning og kommersielle oppdrag.

Tradisjonelle romfartøyer er avhengige av kjemiske reaksjoner mellom en kombinasjon av flytende drivstoff for å komme seg rundt i stedet for elektrisitet. Psyche vil bruke to gigantiske solcellepaneler for å konvertere solenergi til elektrisitet som skal drive fire ione-thrustere. Den elektrisiteten vil gjøre tanker med xenongass (samme type som brukes i billykter) til xenonioner, som Psyches fire thrustere vil skyte ut for å forsiktig drive romfartøyet mot asteroiden, som går i bane mellom Mars og Jupiter, mer enn 1,5 milliarder miles fra Jorden .

NASA avslutter sin 30 år lange Venus-tørke med to nye oppdrag

DAVINCI+ og VERITAS vil forsøke å svare på hvordan og hvorfor den andre planeten fra solen ble det helvetesbildet det er i dag.

Mens andre romfartøy, som Lucy, har brukt solenergi til å betjene instrumenter, vil Psyche være blant de første av NASAs deep-space-oppdrag som bruker solenergi til både operasjoner ombord og fremdrift.

Paulo Lozano, direktør for MITs romfremdriftslaboratorium, sier at Psyche kan legge grunnlaget for mer solcelledrevet romutforskning. Til slutt kan teknologien hjelpe oss med å undersøke flere himmellegemer i lengre perioder og potensielt gjøre oppdrag utenfor jordens bane mer overkommelige og gjennomførbare.

“Det åpner faktisk muligheten for å utforske og kommersialisere plass på en måte som vi ikke har sett før,” sier Lozano.

Fordi et romfartøy som bruker solenergi-elektrisk fremdrift krever mindre drivstoff enn et kjemisk drevet et, har mer plass om bord for last, vitenskapelige instrumenter og, en dag, astronauter. Ett selskap, Accion Systems, utvikler mer effektive ionthrustere for Cubesats så vel som større satellitter og andre romfartøyer.

Solfremdriftsteknologi er allerede vanlig i satellitter som går i bane rundt jorden, men til nå har det ikke vært et kraftig nok alternativ til kjemisk drevne motorer til å brukes like ofte i romfartøyer på vei til det store rommet. Fremskritt innen solenergi-elektrisk fremdrift vil endre det.

Teknologien bak Psyche hadde sin første store test i Dawn, et utforskningsromfartøy som brukte solenergi og ion-thrustere. Dawn ble til slutt stille mens den gikk i bane rundt dvergplaneten Ceres (hvor den vil forbli i bane i flere tiår) i 2018, tre år etter at oppdraget skulle avsluttes. Disse thrusterne kan fungere i årevis uten å gå tom for drivstoff, men de gir relativt lav skyvekraft sammenlignet med konvensjonell fremdrift.

Psyches thrustere vil kunne generere tre ganger så mye skyvekraft som forgjengerne, og omtrent et år etter lansering vil de få litt hjelp fra Mars gravitasjonskraft for å endre banen før den til slutt når målet i 2026 .