الرئيسيةعريقبحث

تطبيق تكنولوجيا الطاقة الشمسية لوكالة ناسا

تطبيق تكنولوجيا الطاقة الشمسية في وكالة ناسا (NSTAR) هو تطبيق لتطوير سفينة فضائية لها محرك أيوني.[1][2] وتمتاز بكفائتها العالية وأن قوة دفع المركبة الفضائية تعتمد على الطاقة الكهربية المولودة من الخلايا الشمسية . وتستخدم أقطاب كهربية عالية الجهد لتسريع الأيونات بالقوي الكهروستاتيكية .

التطوير والاداء

والهدف من برنامج (NSTAR) هو تطوير نظام الدفع بالوقود زينون لبعثات الفضاء السحيق.[3] وبالفعل تم تطوير النظام على يد مركز جلين للأبحاث التابع لوكالة ناسا و شركة الدفاع الأمريكية جنرال ديناميكس .
وفي أوائل التسعينات (1990s)تم تطوير البرنامج من قبل مختبر الدفع النفاث (JPL)بالتعاون مع شركة موغ (Moog Inc).[1]

المحرك الأيوني

وتتسارع الأيونات من خلال الشبكتين الفرق في الجهد بينهما 1300 فولت لتشغيل 2.3 كيلو وات.[4][5] وفي عام 1996 تحمل النموذج الأول 8000 ساعة من التشغيل المتواصل في غرفة الفراغ والتي تحاكي ظروف الفضاء الخارجي . وتم استخدام هذة النتائج لتصميم معدات السفينة (Deep space 1 ). وكانت إحدي التحديات هي تصميم وتطوير وحدة معالجة مدمجة خفيفة الوزن، والتي تعمل على تحويل الطاقة الشمسية إلي الطاقة التي يحتاجها المحرك.[3]

ويعطي المحرك دفعه محدده في زمن قدرة 1-3000 من الثانية. وهذا الرقم أعلى من طرق الدفع التقليدية، وهذا يؤدي إلي توفير التكايف إلي حوالي النصف . وإلي صناعة مركبات أخف بكثير، وأقل في تكلفة الإطلاق.[6]

التطبيقات

تم استخدام هذا التطبيق لأول مره في المركبة الفضائية (DEEP Space 1 ) الذي أطلق في يوم 24 أكتوبر عام 1998.[7] وكانت مهمة هذة المركبة هي التحليق حول مذنب Borrelly. وأنتجت 2.3 كيلو وات كدفعة أولى.[4]

وكان الاستخدام الثاني لها التطبيق في المسبار الفضائي دوون مع ثلاث وحدات زائدة.[8] كل وحدة منهم بقطر 30 سم.[9][10] وتعتبر بعثة دوون هي أول بعثة إستكشافية لوكالة ناسا باستخدام الدفع الأيوني لدخول ومغادرة أكثر من مدار.[11]

وقد صرح مهندسي وكالة ناسا أن محركات NSTAR ذات القدرة 5 كيلوواط وتوجيه 0.04 رطل، هي المرشحة لدفع السفن الفضائية إلي أوروبا (قمر) , كوكب بلوتو, والأجسام الصغيرة الأخرى في الفضاء السحيق.[1]

المصادر

  1. "NASA Solar Electric Propulsion Technology Application Readiness (NSTAR)". NASA's Glenn Research Center. April 21, 2009. مؤرشف من الأصل في 5 مارس 201618 مارس 2015.
  2. Sovey, J. S., Rawlin, V. K., and Patterson, M. J.: "Ion Propulsion Development Projects in U. S.: Space Electric Rocket Test 1 to Deep Space 1." Journal of Propulsion and Power, Vol. 17, No. 3, May–June 2001, pp. 517-526.
  3. "Innovative Engines - The NSTAR Program". NASA Glenn Research Center. مؤرشف من الأصل في 26 ديسمبر 201518 مارس 2015.
  4. "NSTAR". Encyclopedia Astronautica. مؤرشف من الأصل في 3 مارس 201618 مارس 2015.
  5. In-flight performance of the NSTAR ion propulsion system on the Deep Space One mission. Aerospace Conference Proceedings. IEEExplore. 2000. doi:10.1109/AERO.2000.878373. مؤرشف من الأصل في 08 ديسمبر 2015.
  6. Rayman, M.D. and Chadbourne, P.A. and Culwell, J.S. and Williams, S.N. (1999). "Mission design for deep space 1: A low-thrust technology validation mission" ( كتاب إلكتروني PDF ). Acta astronautica. Elsevier. 45 (4–9): 381–388. Bibcode:1999AcAau..45..381R. doi:10.1016/s0094-5765(99)00157-5. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 9 مايو 2015.
  7. NASA Glenn Contributions to Deep Space 1 - تصفح: نسخة محفوظة 02 يوليو 2017 على موقع واي باك مشين.
  8. Dawn - Key spacecraft characteristics. 2014. نسخة محفوظة 01 مايو 2017 على موقع واي باك مشين.
  9. Bond, T.; Benson, G.; Cardwell, G.; Hamley, J. (1999-04-06). NSTAR Ion Engine Power Processor Unit Performance: Ground Test and Flight Experience. Aerospace Power Systems Conference. SAE International. doi:10.4271/1999-01-1384. مؤرشف من الأصل في 07 نوفمبر 2017.
  10. NSTAR Ion Engine Xenon Feed System: Introduction to System Design and Development. Edward D.Bushway (PDF) نسخة محفوظة 04 مارس 2016 على موقع واي باك مشين.
  11. Rayman, Marc; Fraschetti, Thomas; Raymond, Carol; Russell, Christopher (April 5, 2006). "Dawn: A mission in development for exploration of main belt asteroids Vesta and Ceres" ( كتاب إلكتروني PDF ). Acta Astronautica. 58 (11): 605–616. Bibcode:2006AcAau..58..605R. doi:10.1016/j.actaastro.2006.01.014. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 13 أكتوبر 201814 أبريل 2011.

موسوعات ذات صلة :