
高出力電気推進(HiPEP )は、原子力電気推進用途で使用されるイオン推進器の変種です。 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]これは2003年にNASAによって地上試験され、2005年に中止された木星氷衛星探査機で使用する予定でした。
HiPEPスラスタは、マイクロ波と磁場の組み合わせを用いてキセノンイオンを生成するため、従来のイオンスラスタとは異なります。イオン化は、電子サイクロトロン共鳴(ECR)と呼ばれるプロセスによって実現されます。ECRでは、中性ガス中に存在する少数の自由電子が静的な磁力線の周りを回転します。注入されるマイクロ波の周波数はこの回転周波数に一致するように設定され、共鳴が確立されます。マイクロ波の右旋円偏光部分から電子にエネルギーが伝達されます。このエネルギーは、まれではあるものの重要な電子と中性粒子との衝突を介して、バルクガス/プラズマに伝達されます。これらの衝突中に、電子は中性粒子から叩き出され、イオン-電子対を形成します。このプロセスは、低密度ガス中にプラズマを生成する非常に効率的な手段です。従来、必要な電子は中空陰極によって供給されていました。[ 4 ]
スラスタ自体は20~50kWクラスで、比推力は6,000~9,000秒、推進剤スループット能力は100kg/kWを超えています。[ 2 ] 2003年6月時点でのプロジェクトの目標は、 2年以内に技術成熟度レベル4~5を達成することでした。
試作前のHiPEPは、7.0 mg/sの反応質量を使用して39.3 kWの出力レベルで670ミリニュートン(mN)の推力を生成し、9620秒の比推力を得ました。 [ 2 ] [ 5 ] 24.4 kWにダウングレードされたHiPEPは、5.6 mg/sの反応質量を使用して8270秒の比推力と460 mNの推力を得ました。
HiPEP開発のフェーズ1は2003年初頭に終了した。[ 6 ]スラスタの概念設計が完了し、個々のコンポーネントのテストも終了した。HiPEP開発のフェーズ2のために実物大の実験室用スラスタが構築された。しかし、2005年に木星氷衛星探査機ミッションが中止されたため、HiPEPの開発も停止した。[ 7 ]中止前に、HiPEPは2000時間の摩耗テストを完了した。[ 8 ] [ 9 ]