जब यह अंतरिक्ष अन्वेषण के भविष्य की बात आती है, तो कई नई तकनीकों की जांच की जा रही है। इनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं प्रणोदन के नए रूप जो शक्ति के साथ ईंधन दक्षता को संतुलित करने में सक्षम होंगे। इतना ही नहीं जो इंजन कम ईंधन का उपयोग करके जोर का एक बड़ा सौदा हासिल करने में सक्षम हैं वे लागत प्रभावी हैं, वे कम समय में अंतरिक्ष यात्रियों को मंगल और उससे आगे के गंतव्यों तक पहुंचाने में सक्षम होंगे।
यह वह जगह है जहां X3 हॉल-इफेक्ट थ्रस्टर जैसे इंजन खेल में आते हैं। अमेरिकी वायु सेना और मिशिगन विश्वविद्यालय के संयोजन में नासा के ग्लेन रिसर्च सेंटर द्वारा विकसित किया जा रहा यह थ्रस्टर, थ्रस्ट-अप मॉडल है जिसका उपयोग कई प्रकार के थ्रस्टरों द्वारा किया जाता है। भोर अंतरिक्ष यान। हाल के एक परीक्षण के दौरान, इस थ्रस्टर ने एक हॉल-इफेक्ट थ्रस्टर के लिए पिछले रिकॉर्ड को तोड़ दिया, जो उच्च शक्ति और बेहतर थ्रस्ट को प्राप्त करता है।
हॉल-इफेक्ट थ्रस्टर्स ने अपनी चरम दक्षता के कारण हाल के वर्षों में मिशन योजनाकारों के साथ पक्षपात किया है। वे छोटी मात्रा में प्रोपेलेंट (आमतौर पर ज़ेनॉन जैसी अक्रिय गैसों) को विद्युत क्षेत्रों के साथ आवेशित प्लाज्मा में बदल कर कार्य करते हैं, जो तब चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके बहुत तेज़ी से त्वरित होता है। रासायनिक रॉकेटों की तुलना में, वे अपने ईंधन के एक छोटे से हिस्से का उपयोग करके शीर्ष गति प्राप्त कर सकते हैं।
हालाँकि, एक बड़ी चुनौती अब तक एक हॉल-इफेक्ट थ्रस्टर का निर्माण कर रही है जो उच्च स्तर के साथ-साथ उच्च स्तर को प्राप्त करने में सक्षम है। ईंधन के कुशल होने के दौरान, पारंपरिक आयन इंजन आमतौर पर रॉकेट द्वारा उत्पादित थ्रस्ट का केवल एक हिस्सा पैदा करते हैं जो ठोस-रासायनिक प्रणोदक पर निर्भर करते हैं। इसलिए नासा अपने भागीदारों के साथ मिलकर स्केल्ड-अप मॉडल X3 थ्रस्टर विकसित कर रहा है।
थ्रस्टर का विकास एलेक गैलिमोर द्वारा किया गया है, जो एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के प्रोफेसर हैं और मिशिगन विश्वविद्यालय में रॉबर्ट जे। वेलासिक डीन ऑफ इंजीनियरिंग हैं। जैसा कि उन्होंने हाल ही में एक मिशिगन समाचार प्रेस वक्तव्य में संकेत दिया था:
“मंगल मिशन अभी क्षितिज पर हैं, और हम पहले से ही जानते हैं कि हॉल थ्रस्टर्स अंतरिक्ष में अच्छी तरह से काम करते हैं। उन्हें या तो एक वर्ष या उससे अधिक समय के लिए न्यूनतम ऊर्जा और प्रणोदक के साथ उपकरण ले जाने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, या गति के लिए - चालक दल को मंगल पर और अधिक तेज़ी से ले जाने के लिए। "
हाल के परीक्षणों में, X3 ने हॉल थ्रस्टर द्वारा स्थापित पिछले थ्रस्ट रिकॉर्ड को तोड़ दिया, जिसमें 3.3 न्यूटन के पुराने रिकॉर्ड की तुलना में 5.4 न्यूटन बल प्राप्त किया। X3 भी ऑपरेटिंग वर्तमान (250 एम्पीयर बनाम 112 एम्पीयर) से दोगुना हो गया और पिछले रिकॉर्ड-धारक (102 किलोवाट बनाम 98 किलोवाट) की तुलना में थोड़ी अधिक शक्ति पर चला गया। यह उत्साहजनक खबर थी, क्योंकि इसका मतलब है कि इंजन तेज त्वरण की पेशकश कर सकता है, जिसका अर्थ है छोटी यात्रा के समय।
क्लीवलैंड में नासा ग्लेन रिसर्च सेंटर में स्कॉट हॉल और हानी कामवाही द्वारा परीक्षण किया गया था। जबकि हॉल U-M में एयरोस्पेस इंजीनियरिंग में डॉक्टरेट का छात्र है, कामवी नासा ग्लेन अनुसंधान वैज्ञानिक है जो X3 के विकास में भारी रूप से शामिल है। इसके अलावा, नासा स्पेस टेक्नोलॉजी रिसर्च फेलोशिप (NFS) के हिस्से के रूप में, कामवी हॉल का नासा संरक्षक भी है।
यह परीक्षण पांच साल से अधिक के शोध की परिणति था, जिसने वर्तमान हॉल-प्रभाव डिजाइनों में सुधार करने की मांग की थी। परीक्षण का संचालन करने के लिए, टीम नासा ग्लेन के निर्वात कक्ष पर निर्भर थी, जो वर्तमान में अमेरिका में एकमात्र कक्ष है जो X3 के थ्रस्टर को संभाल सकता है। इसका कारण यह है कि थ्रेशर उत्पन्न करने की पूरी मात्रा के कारण, जो आयनित क्सीनन को प्लाज्मा प्लम में वापस स्थानांतरित कर सकता है, इस प्रकार परीक्षण परिणामों को कम कर देता है।
निकास को साफ रखने के लिए आवश्यक शर्तों को बनाने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली वैक्यूम पंप के साथ नासा ग्लेन का सेटअप एकमात्र है। हॉल और कम्हावी को X3 के 227 किलोग्राम (500 पाउंड) फ्रेम का समर्थन करने के लिए एक कस्टम थ्रस्ट स्टैंड का निर्माण करना था और यह उस बल का सामना करना पड़ा, क्योंकि मौजूदा स्टैंड कार्य के लिए नहीं थे। एक परीक्षण विंडो हासिल करने के बाद, टीम ने स्टैंड, थ्रस्टर, और सभी आवश्यक कनेक्शन स्थापित करने में चार सप्ताह बिताए।
जब तक नासा के सभी शोधकर्ता, इंजीनियर और तकनीशियन सहायता प्रदान करने के लिए तैयार थे। चेंबर के अंदर स्पेस जैसी वैक्यूम हासिल करने के लिए 20 घंटे की पंपिंग के बाद, हॉल और कम्हावी ने कई परीक्षण किए, जहां इंजन को सीधे 12 घंटे के लिए निकाल दिया जाएगा। 25 दिनों के दौरान, टीम ने X3 को अपनी रिकॉर्ड-ब्रेकिंग पावर, करंट और थ्रस्ट लेवल तक लाया।
आगे देखते हुए, टीम ने एक उन्नत वैक्यूम चेंबर का उपयोग करके यू-एम में गैलिमोर की प्रयोगशाला में अधिक परीक्षण करने की योजना बनाई है। ये उन्नयन 2018 के जनवरी तक पूरा होने के कार्यक्रम हैं, और टीम को भविष्य में घर में परीक्षण करने में सक्षम बनाएगा। जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी और यू-एम द्वारा प्रदान किए गए अतिरिक्त समर्थन के साथ, एयर रिसर्च ऑफिस ऑफ साइंटिफिक रिसर्च द्वारा भाग में योगदान के लिए $ 1 मिलियन अमरीकी डालर के अनुदान के कारण इस उन्नयन को संभव बनाया गया था।
X3 की बिजली आपूर्ति Aerojet Rocketdyne, Sacramento- आधारित रॉकेट और मिसाइल प्रणोदन निर्माता द्वारा विकसित की जा रही है, जो NASA की ओर से प्रणोदन प्रणाली अनुदान पर भी अग्रणी है। 2018 के वसंत तक, इंजन को इन बिजली प्रणालियों के साथ एकीकृत करने की उम्मीद है; किस बिंदु पर, 100 घंटे के परीक्षणों की एक श्रृंखला जो एक बार फिर से ग्लेन रिसर्च सेंटर में आयोजित की जाएगी।
X3 तीन प्रोटोटाइपों में से एक है जो नासा मंगल ग्रह पर भविष्य के क्रू मिशनों की जांच कर रहा है, जिसका उद्देश्य सभी यात्रा समय को कम करना और आवश्यक ईंधन की मात्रा को कम करना है। इस तरह के मिशनों को अधिक लागत प्रभावी बनाने से परे, कम पारगमन समय का उद्देश्य विकिरण अंतरिक्ष यात्रियों की मात्रा को कम करना है, क्योंकि वे पृथ्वी और मंगल के बीच यात्रा करते हैं।
इस परियोजना को नासा के नेक्स्ट स्पेस टेक्नोलॉजीज फॉर एक्सप्लोरेशन पार्टनरशिप (नेक्स्ट-एसटीईपी) के माध्यम से वित्त पोषित किया गया है, जो न केवल प्रणोदन प्रणाली, बल्कि वास सिस्टम और इन-स्पेस विनिर्माण का भी समर्थन करता है।
