Kalbant apie kosmoso tyrinėjimo ateitį, tiriama daugybė naujų technologijų. Svarbiausios iš jų yra naujos varymo formos, kurios subalansuos degalų efektyvumą ir galią. Varikliai, kurie gali pasiekti didelę jėgą ir sunaudoti mažiau degalų, būtų ne tik ekonomiški, bet ir per trumpesnį laiką galės perkelti astronautus į tokias vietas kaip Marsas ir už jos ribų.
Čia pradeda veikti tokie varikliai kaip „X3 Hall“ efektinis variklis. Šis stūmoklis, kurį kuria NASA „Glenn“ tyrimų centras kartu su JAV oro pajėgomis ir Mičigano universitetu, yra išplėstinis modelio tipas, kuriame naudojami Aušra erdvėlaivis. Neseniai atlikto bandymo metu šis stūmoklis sukrėtė ankstesnį „Hall“ efektą sukeliančio stūmoklio rekordą, pasiekdamas didesnę galią ir aukštesnę trauką.
Dėl ypatingo efektyvumo pastato salės efektiniai varikliai pastaraisiais metais sulaukė palankumo misijų planuotojams. Jie funkcionuoja paversdami nedidelį raketinio kuro kiekį (paprastai inertines dujas, pavyzdžiui, ksenoną) į elektrinę lauką įkrovusioje plazmoje, kuri paskui labai greitai pagreitinama naudojant magnetinį lauką. Palyginti su cheminėmis raketomis, jie gali pasiekti didžiausią greitį, naudodami mažą dalį savo degalų.
Tačiau kol kas didžiausias iššūkis yra pastatyti „Hall“ efektą sukeliantį variklį, galintį pasiekti ir aukštą traukos lygį. Nors degalai yra efektyvūs, įprasti jonų varikliai paprastai sukuria tik dalelę raketų, kurios priklauso nuo kietojo cheminio kuro raketų. Todėl NASA kartu su savo partneriais sukūrė padidintą modelį X3.
Priveržtuvo plėtrą prižiūrėjo aerokosmoso inžinerijos profesorius Alecas Gallimore'as ir Mičigano universiteto Robertas J. Vlasicas inžinerijos dekanas. Kaip jis nurodė naujausiame „Michigan News“ pranešime spaudai:
„Marso misijos yra tik horizonte ir mes jau žinome, kad„ Hall “sraigtai gerai veikia kosmose. Jie gali būti optimizuoti tiek, kad per metus neštų įrangą, turinčią mažai energijos ir svaidomąją medžiagą, arba greitį - įgulą į Marsą gabentų daug greičiau. “
Naujausiuose bandymuose „X3“ sukrėtė ankstesnį „Hall“ variklio nustatytą traukos rekordą ir pasiekė 5,4 jėgos tonų jėgos, palyginti su senu 3,3 niutonų rekordu. „X3“ taip pat daugiau nei dvigubai padidino veikimo srovę (250 amperų ir 112 amperų) ir važiavo šiek tiek didesne galia nei ankstesnis rekordininkas (102 kilovatai prieš 98 kilovatus). Tai buvo džiuginančios naujienos, nes tai reiškia, kad variklis gali pasiūlyti greitesnį pagreitį, o tai reiškia trumpesnį važiavimo laiką.
Testą atliko Scott Hall ir Hani Kamhawi NASA Glenn tyrimų centre Cleveland mieste. Tuo tarpu, kai Hall yra U-M aviacijos ir kosmoso inžinerijos doktorantas, Kamhawi yra NASA Glenn tyrinėtojas, daug dalyvavęs kuriant X3. Be to, Kamhawi taip pat yra NASA mentoriaus salė, priklausanti NASA kosminių technologijų tyrimų stipendijai (NSTRF).
Šis testas buvo kulminacija daugiau nei penkerius metus trukusiems tyrimams, kuriais buvo siekiama patobulinti dabartinius Hall efekto modelius. Atlikdami testą, komanda rėmėsi „NASA Glenn“ vakuumine kamera, kuri šiuo metu yra vienintelė kamera JAV, galinti valdyti X3 variklį. Taip yra dėl to, kad proveržlį sukuria didelis išmetamųjų dujų kiekis, dėl kurio jonizuotas ksenonas gali nutolti atgal į plazmos tūrį, todėl bandymo rezultatai gali būti apgaulingi.
„NASA Glenn“ sąranka yra vienintelė, turinti pakankamai galingą vakuuminį siurblį, kad būtų sukurtos sąlygos, būtinos norint išlaikyti išmetamąsias dalis švarias. Hallas ir Kamhawi taip pat turėjo pastatyti pasirinktinį traukos stendą, kad palaikytų X3 227 kg (500 svarų) rėmą ir atlaikytų jo sukuriamą jėgą, nes esami stendai neatliko užduoties. Užtvirtinęs bandymo langą, komanda praleido keturias savaites, paruošdamas stovą, stūmiklį ir užmegzdamas visas reikiamas jungtis.
Visą tą laiką NASA tyrėjai, inžinieriai ir technikai buvo pasiruošę padėti. Po 20 valandų siurbimo, kad kameros viduje susidarytų panašus į vakuumą, Hall ir Kamhawi atliko bandymų seriją, kur variklis bus kūrenamas 12 valandų tiesiai. Per 25 dienas komanda padidino X3 savo rekordinę galios, srovės ir traukos lygį.
Žvelgiant į ateitį, komanda planuoja atlikti daugiau tyrimų „Gallimore“ laboratorijoje U-M, naudodama patobulintą vakuumo kamerą. Šie atnaujinimai bus numatyti iki 2018 m. Sausio mėn. Ir sudarys galimybę komandai ateityje atlikti testus savo viduje. Šis patobulinimas buvo įmanomas dėl 1 mln. USD vertės dotacijos, kurią iš dalies įnešė Oro pajėgų Mokslinių tyrimų biuras, papildomai remdamas Jet Propulsion Laboratory ir U-M.
„X3“ maitinimo šaltinius taip pat kuria „Aerojet Rocketdyne“, Sakramento pagrįstas raketų ir raketinių variklių gamintojas, kuris taip pat vadovauja NASA varomosioms sistemoms. Tikimasi, kad iki 2018 m. Pavasario variklis bus integruotas į šias maitinimo sistemas; tada 100 valandų testų serija, kuri vėl bus vykdoma Gleno tyrimų centre.
X3 yra vienas iš trijų prototipų, kuriuos NASA tiria būsimoms įgulų komandiruotėms į Marsą, kurie visi yra skirti sutrumpinti kelionės laiką ir sumažinti reikiamą degalų kiekį. Be to, kad tokios misijos būtų ekonomiškesnės, sutrumpintas tranzito laikas taip pat yra skirtas sumažinti radiacijos, kurią kosmonautai patirs keliaudami tarp Žemės ir Marso, kiekį.
Projektas finansuojamas iš NASA „Next Space Technologies for Exploration Partnership“ (Next-STEP), kuri palaiko ne tik varymo sistemas, bet ir buveinių sistemas bei gamybą kosmose.
