בשנים האחרונות פיתחו במעבדות נאס"א מערכות הנעה חשמלית שמקטינות את גודל המנועים ושוות עוצמה כמעט כמו מנועי דלק כימי. הדגמה מרשימה התקיימה לאחרונה עם המנוע H71M, שמציע הספק חשמלי של כ-200–1,000 ואט, דחף מרבי של כ-68 מילי-ניוטון וספציפיות דחף של כ-1,850 שניות, ויכול לספק delta-v של עד 8 ק"מ לשנייה¹. מנוע זה משתמש באפקט הול כדי להאיץ יונים, ומסוגל לבצע משימות תמרון מורכבות – החל מהגעה למהירות שחרור פלנטרית ועד לכידת מסלולים סביב ירחים ואזורים מרוחקים במערכת השמש.
הידעתם?
טכנולוגיות SSEP מאפשרות ניצול של למעלה מ-30% ממסת הדלק בחלליות מיקרו למשימות עמוקות בחלל³
יתרונות לחקר פלנטרי
נקודות התורפה של הנעה כימית מסורתית בנסיעות רחוקות הן משקל הדלק וההשפעה הסביבתית. מנועי H71M מציעים יעילות תפעולית גבוהה במיוחד, מה שמאפשר שימוש במיכל דלק קטן יותר וביצוע מספר רב של מחזורי תמרון. תארו לכם חללית מיקרו שכבר לא מוגבלת למשימת מעבר קצרה, אלא יכולה לנוע באופן עצמאי מ־LEO (מסלול נמוך) אל סביבת הירח או מסלול נסיגה אל מאדים, ולהשקיע זמן רב בלימוד וניתוח מדעי.
יישומים מסחריים וארוכי טווח
כבר כיום חברות כמו SpaceLogistics (חטיבת Northrop Grumman) רואות פוטנציאל במודולי הרחבת משימה (MEP), שיכולים להאריך את חיי לווייני התקשורת בגאוסינכרוני בכ-6 שנים נוספות². מנועי NGHT-1X שפיתחה Northrop Grumman, מבוססים על ה־H71M ומוכיחים יציבות של עשרות אלפי שעות עבודה במבחני עמידות ארוכי טווח.
השפעה על מיקרו-לוויינים ומה שביניהם
הידעתם?
נכון לאפריל 2025 שוגרו מעל 2,700 CubeSats מאז 1998
באופן אישי, נזכרתי בטיול במדבר, כשדמיינתי מה יקרה אם חלליות קטנות יוכלו לחקור את מכתשי הירח ולהחזיר דגימות. עם היכולת החדשה, מיקרו-לוויינים שלא נחשבו בעבר כבעלי ערך מדעי גבוה יוכלו להפוך ליחידות מחקר עצמאיות, לשנות מסלול לפי אירוע אסטרונומי ולהימנע מהתנגשויות.
המשך הדרך והחזון
נאס"א ממשיכה לכוונן את מערכות ההנעה החשמלית, לתעד נתונים חדשים ולשתף תכנונים עם התעשייה האמריקאית באמצעות רישוי פתוח. גישה זו מקדמת פיתוח מקומי, מצמצמת תלות בפתרונות חיצוניים ומבטיחה שבעתיד הקרוב גם גופים פרטיים יוכלו ליישם טכנולוגיה מתקדמת זו למשימות פלנטריות ואסטרונומיות – החל ממחקר ירחי ועד לחקר כוכבי שביט רחוקים.
מקורות
- טווח הספק חשמלי של כ-200–1,000 ואט, דחף מרבי של כ-68 mN, ספציפיות דחף של כ-1,850 שניות ויכולת delta-v של עד 8 ק"מ לשנייה; High-Propellant Throughput Sub-kW Electric Propulsion System, NASA NTRS, 2022.
URL: https://ntrs.nasa.gov/citations/20220009248 - הארכת חיי לווייני תקשורת בגאוסינכרוני בכ-6 שנים נוספות; Mission Extension Pod (MEP) fact sheet, Northrop Grumman, 2023.
URL: https://www.northropgrumman.com/wp-content/uploads/Mission-Extension-Pod-MEP-fact-sheet.pdf - טכנולוגיות SSEP מאפשרות ניצול של למעלה מ-30% ממסת הדלק בחלליות מיקרו; NASA Technology Transfer, 2019.
URL: https://technology.nasa.gov/patent/LEW-TOPS-158
