Propulsión eléctrica de alta potencia

La propulsión eléctrica de alta potencia ( HiPEP ) es una variante del propulsor iónico para su uso en aplicaciones de propulsión eléctrica nuclear. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} Fue probada en tierra en 2003 por la NASA y estaba destinada a ser utilizada en el orbitador de lunas heladas de Júpiter , que fue cancelado en 2005.

El propulsor HiPEP se diferencia de los propulsores iónicos anteriores porque los iones de xenón se producen mediante una combinación de campos magnéticos y de microondas . La ionización se logra a través de un proceso llamado Resonancia Ciclotrónica Electrónica (RCE). En la RCE, el pequeño número de electrones libres presentes en el gas neutro giran alrededor de las líneas del campo magnético estático . La frecuencia de las microondas inyectadas se ajusta para que coincida con esta girofrecuencia , estableciéndose así una resonancia. La energía se transfiere desde la porción polarizada a la derecha de la microondas a los electrones. Esta energía se transfiere luego al gas/ plasma a través de las raras, pero importantes, colisiones entre electrones y neutros. Durante estas colisiones, los electrones pueden desprenderse de los neutros, formando pares ión-electrón. Este proceso es un medio altamente eficiente para crear plasma en gases de baja densidad. Anteriormente, los electrones necesarios se proporcionaban mediante un cátodo hueco . ^{[ 4 ]}

El propulsor en sí pertenece a la clase de 20-50 kW, con un impulso específico de 6.000-9.000 segundos y una capacidad de flujo de propulsor superior a 100 kg/kW. ^{[ 2 ]} El objetivo del proyecto, a junio de 2003, era alcanzar un nivel de madurez tecnológica de 4-5 en 2 años.

El prototipo previo HiPEP produjo 670 milinewtons ( mN) de empuje a un nivel de potencia de 39,3 kW utilizando 7,0 mg/s de masa de reacción, lo que dio un impulso específico de 9620 s. ^{[ 2 ] [ 5 ]} Reducido a 24,4 kW, el HiPEP utilizó 5,6 mg/s de masa de reacción, lo que dio un impulso específico de 8270 s y 460 mN de empuje. 

La fase 1 del desarrollo de HiPEP concluyó a principios de 2003. ^{[ 6 ]} Se completó el diseño conceptual del propulsor y se concluyeron las pruebas de los componentes individuales. Se construyó un propulsor de laboratorio a escala real para la fase 2 del desarrollo de HiPEP. Sin embargo, con la cancelación de la misión Jupiter Icy Moon Orbiter en 2005, el desarrollo de HiPEP también se detuvo. ^{[ 7 ]} Antes de la cancelación, HiPEP completó una prueba de desgaste de 2000 horas. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

• Exploración de Júpiter
• Lista de naves espaciales con propulsión eléctrica
• propulsión eléctrica solar

• Paquete de información del GRC de la NASA sobre HiPEP .
• "El propulsor iónico de propulsión eléctrica de alta potencia (HiPEP) NASA/TM—2004-213194 AIAA–2004–3812" .