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グレン研究センターのNASA進化型キセノンスラスタ（NEXT）プロジェクトは、ドーンやディープ・スペース1宇宙船で使用されているNSTARの約3倍の強力なグリッド型静電イオンスラスタです。[1] [2] 2021年に打ち上げられたDARTで使用されました。
グレン研究センターはテストエンジンのコアイオン化室を製造し、エアロジェットロケットダイン社はイオン加速アセンブリを設計・構築した。[3] [4]
目的と目標
NEXTは、ディスカバリー、ニューフロンティア、火星探査、フラッグシップ外惑星探査ミッションにおける化学推進技術やその他の電気推進技術と比較して、より大きな搭載量、より小型の打ち上げロケット、およびその他のミッション強化を実現します。 [2]
デザインとパフォーマンス
NEXTエンジンは太陽電気推進の一種で、スラスタシステムは宇宙船の太陽電池パネルで発電された電気を使用してキセノン推進剤を最高時速90,000マイル（145,000 km / hまたは40 km / s）まで加速します。 [3] NEXTは6.9kWの電力を消費して 237mNの 推力を生み出し 、比推力は4,170秒（ NSTARは3120秒）で、[2] 5年以上稼働しています。[5]比推力が1320秒のときに、0.5kWの電力まで絞り込むことができます。 [2]
長寿と総衝動
NEXTスラスタは地上試験で総インパルス17MN·sを実証しており、これは2010年時点でイオンスラスタが実証した最高の総インパルスであった。[2] NSTARの1.6倍のビーム抽出面積により、低い電圧とイオン電流密度を維持しながらスラスタ入力電力を高めることができ、スラスタの寿命が長くなる。[2]
2010年11月、試作機が2009年12月に48,000時間（5.5年）の試験を完了したことが明らかになった。 [3] [5] [6] スラスタの全スロットル範囲にわたって測定されたスラスタ性能特性は予測範囲内であり、エンジンは劣化の兆候をほとんど示さず、ミッションの機会に備えている。[2]
開発と現状
NEXTは2015年7月にシステム要件レビューを完了し、2016年2月に予備設計レビューを完了した。最初の2機の飛行ユニットは2019年初頭に利用可能になる予定である。 [7] 2019年以降は、NASAおよびNASA以外の顧客が購入できる商用製品となる。[7] Aerojet Rocketdyneとその主要下請け企業であるZIN Technologiesは、将来の商用化に向けてNEXT-Cと呼ばれるシステムを製造する権利を保持している。[7]
2018年、67P/チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星へのCAESARミッションコンセプトは、ニューフロンティア計画ミッション#4の最終候補に挙がり、選定されればNEXTイオンエンジンで推進されるはずだった。[8]しかし、2019年6月27日、もう1つの最終候補であるドラゴンフライミッションが代わりに選ばれた。[9]
NEXT-C はDART ミッションに [いつ ? ]選ばれました。
宇宙での使用
2021年11月に宇宙で初めて打ち上げられたDouble Asteroid Redirection Test （DART）宇宙船は、約3.5kWを発電する22m2の太陽電池アレイで駆動するNEXT-Cイオンスラスタ[10] [11] [12]を使用しました。[13]
参照
- 電気駆動宇宙船の推進
- ホール効果スラスタ、イオンスラスタの別のタイプ
- 先進電気推進システム – NASA の宇宙船推進システム。50kW ホール効果スラスタ、現在は月面ゲートウェイに搭載
- 原子力電気ロケット
参考文献
- ^ George R Schmidt、Michael J Patterson、Scott W Benson。「NASA Evolutionary Xenon Thruster (NEXT): 米国の深宇宙推進の次のステップ」(PDF)。2010年5月18日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- ^ abcdefg Herman, Daniel A. (2010 年 5 月 3 ～ 7 日)、「NASA の進化型キセノンスラスタ (NEXT) プロジェクト認定推進剤スループット マイルストーン: 450 kg 以降のパフォーマンス、浸食、スラスタの耐用年数予測」(PDF)、第 57 回陸軍・海軍・NASA・空軍 (JANNAF) 統合推進会議、コロラド州コロラド スプリングス、米国: NASA - Glenn Research Center 、 2014 年 3 月 8 日取得
- ^ abc ドウェイン・ブラウン、キャサリン・K・マーティン、グレン・マホーン。「NASAのスラスタ、5年以上の運用で世界記録を達成」。2013年6月24日閲覧。
- ^ NASAのスラスタが5年以上の稼働という世界記録を達成。NASA。2013年6月24日。
- ^ ab David Szondy. 「NASAのNEXTイオンスラスタは5年半ノンストップで稼働し、新記録を樹立」。2013年6月26日閲覧。
- ^ ナンシー・スミス・キルケニー、SGT社「NEXTは深宇宙ミッションに持続的な推進力と高速性を提供」 。 2013年9月29日閲覧。
{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ abc Dolloff, M.; Jackson, J. (2016 年 3 月). NASA の進化型キセノンスラスタ - 商用 (NEXT-C) の現状(PDF)。第 47 回月惑星科学会議。
- ^ 「CAESARプロジェクト概要」(PDF) .月惑星研究所. 2018年1月17日. 2018年1月19日閲覧。
- ^ ブラウン、デイビッド（2019年6月27日）。「NASAがタイタン探査のための新たなドラゴンフライ・ドローン・ミッションを発表」ニューヨーク・タイムズ。2019年6月27日閲覧。
- ^ 惑星防衛: 二重小惑星リダイレクトテスト (DART) ミッション NASA 2017この記事には、パブリック ドメイン
であるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ カンツィパー、ブライアン (2017)。「ダブル小惑星リダイレクトテスト (DART) ミッションの電気推進技術」。2017 IEEE航空宇宙会議。pp. 1–7。doi :10.1109 / AERO.2017.7943736。ISBN 978-1-5090-1613-6. S2CID 43072949。
- ^ Herridge, Linda (2021年11月24日). 「NASA、SpaceXがDARTを打ち上げ：初の惑星防衛テストミッション」nasa.gov.NASA . 2021年11月26日閲覧。
- ^ アダムス、エレナ; オショーネシー、ダニエル; ラインハート、マシュー; ジョン、ジェレミー; コングドン、エリザベス; ギャラガー、ダニエル; アベル、エリザベス; アッチソン、ジャスティン; フレッチャー、ザカリー; チェン、ミシェル; ハイスタンド、クリストファー; フアン、フィリップ; スミス、エヴァン; シボル、ディーン; ベッカー、ドミトリー; カレリ、デビッド (2019)。「二重小惑星リダイレクトテスト: 地球の逆襲」。2019 IEEE航空宇宙会議。pp. 1–11。doi : 10.1109 /AERO.2019.8742007。ISBN 978-1-5386-6854-2.S2CID 195222414 。