När NASA skickar astronauter tillbaka till månen som en del av Artemis-programmet, kommer de att ta det långa perspektivet. Snarare än att vara ett annat 'fotspår och flaggor'-program, är målet att skapa en varaktig infrastruktur som kommer att säkerställa ett 'uthålligt program för månutforskning.' En viktig del i denna plan är Lunar Gateway , en orbital livsmiljö som astronauter kommer att använda för att våga sig till och från ytan.
Det första steget i upprättandet av gatewayen är distributionen av två kritiska moduler – den Utpost för boende och logistik (HALO) och Kraft och framdrivningselement (PPE). Enligt a senaste uppdateringen , NASA (tillsammans med Maxar Technologies och Busek Co .) genomförde nyligen ett hett eldtest av PPE-framdrivningsdelsystemet – det första av många som kommer att säkerställa att PPE och HALO kommer att vara redo för lansering 2024.
Detta framdrivningsundersystem är ett kluster av Hall-effektpropeller (alias jonmotor), som använder elektromagnetiska fält för att accelerera joniserad gas genom motormunstycken för att generera dragkraft. I det här fallet är motorsystemet ett 6-kilowatt (kW) solar elektrisk framdrivning (SEP) koncept som innehåller Maxar-byggd elektronik och ett xenonmatningssystem med fyra Busek-byggda BHT-600 thrusters.
Detta system är 30 % kraftfullare än något som tidigare byggts och flugits av Maxar eller Busek och kommer att kombineras med Hall-effektpropeller med högre effekt för att komplettera PPE:s 50 kW SEP-system. Sa Robert Curbeam, Senior Vice President för Space Capture på Maxar Technologies:
'Buseks BHT-6000 elektriska thrustrar erbjuder kraftfulla kapaciteter till ett konkurrenskraftigt pris och passar utmärkt för både våra nära-jorden och djupa rymdprogram. SEP-systemen vi utvecklar för PPE är ett fantastiskt exempel på innovativ kommersiell teknologi med stort flygarv som utnyttjas för NASA-program. Vi fortsätter att göra stadiga framsteg med kraft- och framdrivningselementet, med nästa stora milstolpe är rymdfarkosten Preliminary Design Review, som är inriktad på senare i år.'
Hot-fire-testet finansierades av NASA:s Space Technology Mission Directorate genom deras Tipping Point-program. Varje år utfärdar STMD bidrag till kommersiella partner för att främja utvecklingen av teknologier som kommer att främja kommersiella rymdkapaciteter och gynna framtida NASA-uppdrag.
2018 valdes Maxar Technologies – tidigare Space Systems/Loral (SSL) – genom Tipping Point för att utveckla kraftprocessorn (PPU) som skulle driva Hall-propellern på 6 kW. Busek Co. är en långvarig NASA-partner känd för sin Hall-effekt satellitpropellerteknik. Tidigare bidrag inkluderar mini-elektrospray-propeller för CubeSats och ST7-DRS-propellersystemet som används av LISA Pathfinder uppdrag.
Det här senaste testet bestod av att driva systemet upp och ner flera gånger och köra olika flygliknande scenarier, vars syfte var att visa om systemet för operationer runt månen. Flerveckorstestet var första gången hårdvaran som utvecklats av Maxar och Busek fungerade som ett helt integrerat system och tjänade till att validera SEP:s dubbellägesfunktioner upp till effektnivåer på 6 kW och 600 volt.
Sa Mike Barrett, Power and Propulsion Element Manager vid NASA:s Glenn Research Center:
'Detta är ett spännande första steg mot att bevisa att PPE:s framdrivningssystem kommer att uppfylla Gateways krav. Dessa thrusters kommer att vara avgörande för att leverera de första delarna av Gateway till månens omloppsbana och kommer att hjälpa oss att skapa en dynamisk utforskningsplattform över Gateways 15-åriga livslängd.'
När den väl är färdigmonterad och integrerad kommer PPE att vara den mest kraftfulla elektriska framdrivningsfarkost som någonsin flugit och kommer att manövrera porten runt månen. Tillsammans med en återanvändbar månlandare kommer Gatewayen att öppna upp mer av månens yta för utforskning än någonsin tidigare. För närvarande är PPE och HALO planerade att lanseras tillsammans 2024 ombord på en Falcon Heavy som förberedelse för Artemis III uppdrag.
Utöver HALO kommer andra moduler att läggas till med tiden, som Europeiskt system för tankning, infrastruktur och telekommunikation (ESPRIT) och International Habitation Module (I-HAB). Dessa moduler utvecklas av ESA och JAXA i samarbete med franska rymdutvecklaren Thales Alenia Space – med ytterligare bidrag från NASA, och kanadensiska rymdorganisationen (CSA).
ESA har slutfört ett kontrakt med Thales Alenia Space för att bygga ESPRIT-modulen för Gateway, en planerad rymdstation i månbana. Kredit: ESA
Dessa moduler kommer att lanseras 2026 respektive 2027 och integreras med gatewayen när de är i månbana. Den här stationen kommer att vara en viktig del av NASA:s Artemis-program, och ge ett viktigt stöd för långvariga uppdrag till månens yta. Det kommer också att underlätta partnerskap med andra rymdorganisationer (som ESA, CSA, JAXA och andra), som fortsätter i ISS tradition.
I kombination med en återanvändbar lander , kommer det också att skapa en Basläger på månens yta där astronauter kan bedriva livsviktig forskning under månens förhållanden. Sist men inte minst kommer det att underlätta besättningsuppdrag till Mars under det kommande decenniet, då det inte längre kommer att vara en 'port' till månens yta, utan även till platser i rymden.
Vidare läsning: NASA , Maxar Technologies