నాసా యొక్క అధిక-శక్తి లిథియం-ప్లాస్మా త్రస్టర్, దీప్-స్పేస్ ప్రయాణానికి వేరే మార్గాన్ని సూచిస్తోంది

ఇప్పటి అయాన్ ఇంజిన్లకు మించిన పెద్ద మిషన్ల వైపు ఎలక్ట్రిక్ ప్రొపల్షన్ ముందుకు సాగుతోంది

నాసా యొక్క జెట్ ప్రొపల్షన్ ల్యాబొరేటరీ, ఎలక్ట్రిక్ ప్రొపల్షన్‌ను మరింత ఆశావహ అంతరిక్ష ప్రయాణ వర్గంలోకి నెట్టగల కొత్త మాగ్నెటోప్లాస్మాడైనమిక్, లేదా MPD, త్రస్టర్‌ను అభివృద్ధి చేస్తోంది. మూలంలో వివరించిన ఈ సాంకేతికత 120 కిలోవాట్ల వరకు శక్తితో పనిచేస్తుంది, ఇది నాసా యొక్క Psyche అంతరిక్ష నౌకపై ప్రయాణిస్తున్న ఎలక్ట్రిక్ త్రస్టర్ల స్థాయికి సుమారు 25 రెట్లు అధికం. దీనర్థం మానవ మిషన్లు ఒక్కసారిగా దగ్గరయ్యాయన్నది కాదు, కానీ అంతరిక్ష ప్రయాణంలో అత్యంత కఠినమైన ఇంజనీరింగ్ సమస్యలలో ఒకదానికి ఇది గణనీయమైన అడుగు: అధిక రసాయన ప్రొపెల్లంట్‌ను మోసుకోకుండా, భారీ అంతరిక్ష నౌకలను విస్తారమైన దూరాల్లో సమర్థవంతంగా ఎలా కదిలించాలి?

ఎలక్ట్రిక్ ప్రొపల్షన్ యొక్క ఆకర్షణ సంవత్సరాలుగా అర్థమైంది. దహనంపై ఆధారపడకుండా, ఎలక్ట్రిక్ త్రస్టర్లు విద్యుత్ శక్తిని ఉపయోగించి ప్రొపెల్లంట్‌ను అయనీకరించి, ఎలక్ట్రోమెగ్నెటిక్ క్షేత్రాలతో దాన్ని వేగవంతం చేస్తాయి. ఫలితం తక్కువ త్రస్ట్, కానీ అసాధారణ సమర్థత. మూల వచనం ప్రకారం ఎలక్ట్రిక్ త్రస్టర్లు రసాయన రాకెట్ల కంటే సుమారు 90% తక్కువ ఇంధనాన్ని వినియోగిస్తాయి, అందుకే దీప్-స్పేస్ మిషన్లకు అవి ఆకర్షణీయంగా ఉంటాయి; దీర్ఘకాల నిరంతర వేగవంతం చాలా అధిక వేగంగా మారగలదు.

మానవ దీప్-స్పేస్ మిషన్లకు ప్రస్తుత ఎలక్ట్రిక్ త్రస్టర్లు ఎందుకు సరిపోవు

పరిమితి భావనలో కాదు, పరిమాణంలో ఉంది. సాంప్రదాయ ఎలక్ట్రిక్ ప్రొపల్షన్, సంవత్సరాలపాటు నెమ్మదిగా వేగం పెంచుకోవడానికి వీలున్న తక్కువ పరిమాణంలోని అంతరిక్ష నౌకలకు బాగా పనిచేస్తుంది. మూల పదార్థంలో Psyche ప్రస్తుతం సూచిక పాయింట్‌గా ఉంది. ఇది 2023లో ప్రయోగించబడింది, ఇంకా వేగం పెంచుకుంటోంది, మరియు ఇటీవల మంగళ గ్రహాన్ని దాటింది; దీని అంతిమంగా చేరే వేగం వైపు ప్రయాణిస్తూ 12,000 mph కాస్త ఎక్కువ వేగంతో సాగింది.

ఆ ప్రదర్శన ప్రభావవంతమైనదే, కానీ దానితో bottleneck కూడా స్పష్టమవుతుంది. నెమ్మదిగా కానీ సమర్థవంతంగా వేగం పెంచడం, దీర్ఘకాల ప్రణాళికలున్న రోబోటిక్ మిషన్లకు ఉపయోగపడుతుంది. కానీ వ్యోమగాములు, జీవన-సహాయక వ్యవస్థలు, సరఫరాలు, రక్షణ, మరియు మిషన్ హార్డ్‌వేర్‌ను అంతర్గ్రహ దూరాల్లో తరలించేందుకు అది అంత సులభంగా సరిపోదు. మనుషులతో కూడిన వాహనానికి నేటి సైన్స్ మిషన్లలో వాడే అయాన్ వ్యవస్థలకన్నా గణనీయంగా ఎక్కువ త్రస్ట్ మరియు శక్తి అవసరం అవుతుంది.

అక్కడే JPL తెలిపిన పురోగతి ముఖ్యమవుతుంది. 120 kW వద్ద పనిచేసే MPD త్రస్టర్, ఎలక్ట్రిక్ ప్రొపల్షన్ యొక్క ఇంధన సమర్థతను నిలుపుకుంటూ, దాన్ని మరింత సామర్థ్యవంతమైన శక్తి తరగతిలోకి తీసుకెళ్లే ప్రయత్నాన్ని సూచిస్తోంది. ఈ స్కేలింగ్‌ను వాస్తవంగా అమలు చేయగలిగితే, సున్నితమైన దీప్-స్పేస్ probes మరియు పెద్ద మిషన్ నిర్మాణాల మధ్య గల అంతరాన్ని కొంతమేర తగ్గించగలదు.

MPD త్రస్టర్‌ను ప్రత్యేకంగా 만드는ది ఏమిటి

అందించిన మూలం ఈ సాంకేతికతను లిథియం-ప్లాస్మా ఎలక్ట్రిక్ త్రస్టర్‌గా ఫ్రేమ్ చేస్తోంది. విస్తృతంగా చెప్పాలంటే, MPD ఇంజిన్లు ప్రొపెల్లంట్‌ను ప్లాస్మాగా మార్చి, దాన్ని ఎలక్ట్రోమెగ్నెటిక్‌గా వేగవంతం చేసి త్రస్ట్‌ను సృష్టిస్తాయి. ఈ పద్ధతి, సూత్రప్రాయంగా, నేటి అంతరిక్ష నౌకల్లో సాధారణంగా వాడే చిన్న ఎలక్ట్రిక్ ప్రొపల్షన్ వ్యవస్థల కంటే ఎక్కువ శక్తి ఆపరేషన్‌ను మద్దతివ్వగలదు.

వాగ్దానం సూటిగా ఉంది: ఎక్కువ శక్తి అంటే ఎక్కువ ఉపయోగకరమైన త్రస్ట్, మరియు ఎక్కువ ఉపయోగకరమైన త్రస్ట్ అంటే చిన్న వేగవంతం కూడబెట్టుకోవడానికి సంవత్సరాలు వేచిచూడలేని మిషన్లకు కూడా ఎలక్ట్రిక్ ప్రొపల్షన్ సంబంధితమవుతుంది. అంతరిక్ష ఇంజనీరింగ్‌లో ఎప్పటిలాగే సవాల్, ల్యాబ్‌లో సాధించిన పురోగతిని నమ్మదగిన, ఎగరవేయడానికి సిద్ధమైన వ్యవస్థగా మార్చడమే; అది అంగీకరించలేని ఉష్ణ, పదార్థ, లేదా పవర్-సిస్టమ్ శిక్షలేకుండా దీర్ఘకాలం పనిచేయాలి.

ఆ సమస్యలు పరిష్కరించబడ్డాయని మూల వచనం చెప్పడం లేదు. కానీ JPL, ఎలక్ట్రిక్ త్రస్టర్లను మరింత డిమాండింగ్ పరిధిలోకి తీసుకెళ్లడంలో ముఖ్యమైన మైలురాయిని చేరుకుందని అది స్పష్టం చేస్తోంది. ఆ ఒక్కటే ఈ అభివృద్ధిని గమనించదగ్గదిగా చేస్తుంది. అంతరిక్ష ప్రొపల్షన్‌లో పవర్ స్కేలింగ్ అనేది కేవలం రూపకల్పన మెరుగుదల కాదు; అది ప్రత్యేక రోబోటిక్ మిషన్లకు సరిపోయే సాంకేతికత మరియు ఎంతో పెద్ద ఆశయాలకు మద్దతివ్వగల సాంకేతికత మధ్య తేడా.

మంగళ సంబంధం నిజమే, కానీ ఇప్పటికీ పరోక్షమే

మానవ మిషన్లపై ఉన్న కథనాన్ని తక్షణ పరిష్కారంగా కాకుండా, దిశానిర్దేశంగా చదవాలి. మూలం స్వయంగా ఎవరూ త్వరలో మంగళానికి వెళ్లడం లేదని చెబుతోంది. ఆ జాగ్రత్త సముచితమైనది. దీప్-స్పేస్ రవాణాలో ప్రొపల్షన్‌తో పాటు రేడియేషన్ ప్రభావం, మిషన్ వ్యవధి, అంతరిక్షంలో పవర్ ఉత్పత్తి, నివాస వ్యవస్థలు, నమ్మకత్వం, మరియు ప్రయోగ ఆర్థిక శాస్త్రం కూడా ఉంటాయి. మెరుగైన త్రస్టర్ ఆ పజిల్‌లో ఒక్క భాగాన్నే పరిష్కరిస్తుంది.

అయినా, ప్రొపల్షన్ ప్రధాన పరిమితిగా మిగులుతోంది. రసాయన రాకెట్లు శక్తివంతమైనవి, కానీ అవి ప్రొపెల్లంట్‌ను వేగంగా కాల్చేస్తాయి మరియు తీవ్రమైన మాస్ పెనాల్టీలను విధిస్తాయి. మిషన్ ఎంత భారమై ఉంటే, ఆ trade-off అంత కఠినమవుతుంది. ఎలక్ట్రిక్ ప్రొపల్షన్ వ్యతిరేక ప్రొఫైల్‌ను ఇస్తుంది: అద్భుతమైన సమర్థత, కానీ సంప్రదాయంగా తక్కువ త్రస్ట్. అధిక-శక్తి MPD వ్యవస్థలు ఆకర్షణీయమైనవి, ఎందుకంటే అవి సమతౌల్యాన్ని మార్చాలని లక్ష్యంగా పెట్టుకుంటాయి, అంటే పూర్తిగా రసాయనంపై ఆధారపడని, లేదా నేటి తక్కువ-త్రస్ట్ ఎలక్ట్రిక్ వ్యవస్థలకు పరిమితం కాని నిర్మాణాలను సాధ్యం చేయవచ్చు.

మంగళం కంటే ముందూ ఇది ఎందుకు ముఖ్యము

మానవ వినియోగానికి ముందే, మెరుగైన అధిక-శక్తి ఎలక్ట్రిక్ ప్రొపల్షన్ రోబోటిక్ అన్వేషణ, కార్గో రవాణా, మరియు సిస్లూనర్ మరియు దీప్-స్పేస్ పరిసరాల్లో దీర్ఘకాల మిషన్లను మార్చగలదు. మరింత సామర్థ్యవంతమైన ఎలక్ట్రిక్ ఇంజిన్ భారీ పేఅలోడ్లు, కొన్ని మిషన్ డిజైన్లకు వేగవంతమైన ప్రయాణ రూపకల్పనలు, లేదా భూమి వాతావరణం వెలుపలికి వెళ్లిన తర్వాత మరింత వశ్యమైన అంతరిక్ష నౌక కార్యకలాపాలను మద్దతివ్వగలదు.

ఇది మిషన్ ప్రణాళికకర్తలు వాస్తవికంగా భావించే దానిని కూడా మార్చగలదు. సాంకేతికతలు తరచుగా వ్యోమగాములకు చేరే ముందే అంతరిక్ష వ్యూహాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి. ఒక ప్రొపల్షన్ ముందడుగు పేఅలోడ్ అంచనాలు, అంతరిక్ష నౌక మాస్ బడ్జెట్లు, మరియు దూర లక్ష్యాలను చేరుకోవడపు ఆర్థికతను మార్చగలదు. MPD వ్యవస్థలు మరింత మెరుగుపడితే, నేటి అయాన్ త్రస్టర్లు ఉపయోగకరమైన స్థాయిలో మద్దతివ్వలేని ఎంపికలను అవి తెరవగలవు.

గమనించదగిన ప్రొపల్షన్ మైలురాయి

మూల పదార్థం నుంచి వచ్చే బలమైన takeaway మంగళం పరిష్కరించబడిందన్నది కాదు. అంతరిక్ష మిషన్లు పరిమాణం, దూరం పెరుగుతున్న కొద్దీ మరింత ముఖ్యంగా మారగల ప్రొపల్షన్ వర్గాన్ని నాసా ఇంకా ముందుకు నెడుతోంది అన్నదే. 120 kW ఎలక్ట్రిక్ త్రస్టర్, ముఖ్యంగా JPL దీన్ని ఒక పురోగతిగా చూపుతున్నప్పుడు, ఎలక్ట్రిక్ ప్రొపల్షన్ పాత్రను చాలా కాలంగా పరిమితం చేసిన ప్రాంతంలో జరుగుతున్న పురోగతిని సూచిస్తోంది.

అంతరిక్ష ప్రయాణంలో, breakthroughs చాలాసార్లు సంవత్సరాల పాటు ఎనేబ్లింగ్ టెక్నాలజీలుగా ఉండి, తరువాతే మిషన్ హెడ్‌లైన్లుగా మారతాయి. ఈ అభివృద్ధి ఆ నమూనాలోనే సరిపోతుంది. అధిక-శక్తి లిథియం-ప్లాస్మా ప్రొపల్షన్ దీర్ఘకాలికంగా, స్కేలు చేయదగ్గదిగా నిరూపితమైతే, అది మొదటి మంగళ యాత్రను తానే చేయకపోవచ్చు; కానీ తదుపరి తరం దీప్-స్పేస్ వాహనాలు ఎలా డిజైన్ చేయబడతాయో నిర్ధారించడంలో సహాయపడవచ్చు.

ఈ వ్యాసం Jalopnik నివేదిక ఆధారంగా ఉంది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.