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Os engenheiros da NASA e da Aerojet Rocketdyne estão iniciando testes de qualificação nos propulsores de propulsão elétrica solar (SEP) de ponta que mudarão o jogo da propulsão no espaço. A culminação deste trabalho fará com que esses propulsores inovadores voem no Gateway a partir de 2025, tornando-o a espaçonave SEP mais poderosa já voada. Gateway é uma estação espacial lunar que servirá como uma parte importante do programa Artemis da NASA, que levará a primeira mulher e a primeira pessoa negra à Lua.
Liderado pelo programa Technology Demonstration Missions da NASA, o Advanced Electric Propulsion System (AEPS), construído pela Aerojet Rocketdyne, fornece 12 kilowatts de potência propulsiva – mais de duas vezes mais potente do que os atuais sistemas de propulsão elétrica no espaço de última geração. Esses sistemas inovadores promovem uma economia de combustível extremamente alta com empuxo mais baixo, proporcionando flexibilidade de missão e recursos não alcançáveis usando sistemas de propulsão química tradicionais. Três propulsores AEPS serão usados no Elemento de Potência e Propulsão (PPE) para manobrar o Gateway durante sua missão mínima planejada de 15 anos.
“AEPS é realmente uma tecnologia de próxima geração”, disse Clayton Kachele, gerente de projeto AEPS no Glenn Research Center da NASA em Cleveland. “Os atuais sistemas de propulsão elétrica usam cerca de quatro quilowatts e meio de potência, enquanto aqui estamos aumentando significativamente a potência em um único propulsor. Essa capacidade abre um mundo de oportunidades para futuras explorações espaciais, e o AEPS nos levará mais longe e mais rápido.”
O AEPS deve passar por testes de qualificação antes de ser certificado para voar no Gateway. A equipe combinada NASA-Aerojet usará duas unidades de qualificação – modelos quase idênticos aos propulsores que voarão no EPI – durante esses testes.
No início de julho, os engenheiros da NASA Glenn, o Laboratório de Propulsão a Jato da agência e a Aerojet Rocketdyne iniciaram uma série de testes de um ano em vários locais para garantir que o AEPS operasse adequadamente e atendesse aos requisitos. Os engenheiros primeiro realizarão testes de aceitação em um desses modelos de propulsores para garantir que ele foi construído corretamente e, em seguida, o sujeitarão a condições extremas de vibração, choque e térmicas, semelhantes ao que experimentará durante as operações de lançamento e voo. A equipe também fará o hot fire da unidade antes e depois desses testes, operando-a em vários níveis de potência para simular as condições de voo e coletar dados de desempenho.
“Esta campanha de testes é um grande negócio”, disse Rohit Shastry, o principal engenheiro da AEPS. “É uma espécie de etapa final antes de testarmos os propulsores que realmente voarão no Gateway.”
Uma segunda unidade de qualificação chegará à NASA em 2024 para passar por um teste de desgaste que imita as condições antecipadas que o AEPS experimentará durante o aumento da órbita inicial do Gateway e a transição para a órbita lunar. A NASA espera que os propulsores operem por 23.000 horas no total durante uma campanha de teste de quase quatro anos dentro das enormes câmaras de vácuo da NASA Glenn.
Para garantir que o Gateway esteja pronto para o lançamento e seu trânsito para a Lua, os propulsores de voo reais do PPE estão sendo construídos agora e serão lançados ao espaço antes que todo o teste de desgaste de vários anos seja concluído.
“Com as missões da NASA, as datas de lançamento são críticas”, disse Kachele. “Nesse caso, a NASA está tentando agilizar o processo, e estamos fazendo isso de forma inteligente. Completaremos alguns milhares de horas de testes de desgaste para provar operações bem-sucedidas antes do lançamento do EPI. Em seguida, completaremos as 15.000 horas finais ou mais para qualificar totalmente o AEPS para futuros clientes, incluindo os da NASA e outras agências governamentais e parceiros comerciais”.
A propulsão elétrica de alta potência é crítica para futuros sistemas de transporte tripulado que serão fundamentais para ajudar a NASA a explorar mais o espaço profundo além da Lua, dizem os engenheiros.
“Acho que será emocionante ver que tipo de missões essa tecnologia acaba permitindo”, disse Shastry. “Estamos ultrapassando os limites do que já foi feito e dando saltos gigantescos com capacidade e oportunidades.”
O trabalho de desenvolvimento de propulsão elétrica solar de alta potência da NASA é gerenciado pela NASA Glenn sob a direção da Diretoria de Missões de Tecnologia Espacial da agência.
Publicado em 18/07/2023 01h48
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