Що стосується майбутнього дослідження космосу, досліджується низка нових технологій. Найважливішим серед них є нові форми приводу, які зможуть збалансувати економічну ефективність та паливо. Мало того, що двигуни, які здатні досягти великої тяги, використовуючи менше палива, будуть економічно ефективними, вони зможуть за короткий час переправляти космонавтів до місць призначення, таких як Марс і далі.
Тут починають працювати такі двигуни, як рушійний ефект X3 Hall. Цей тяги, який розробляється Науково-дослідним центром Глена NASA спільно з ВПС США та Мічиганським університетом, є масштабною моделлю видів дроселів, які використовуються Світанок космічний корабель. Під час нещодавнього випробування цей дросель зруйнував попередній рекорд для дроселя з ефектом Холла, досягнувши більшої потужності та покращеної тяги.
Останніми роками прихильники ефектів від залучення прихильності планувальників місій завдяки їх надзвичайній ефективності. Вони функціонують шляхом перетворення невеликої кількості палива (як правило, інертних газів, таких як ксенон), в заряджену плазму з електричними полями, які потім дуже швидко прискорюються за допомогою магнітного поля. Порівняно з хімічними ракетами, вони можуть досягти максимальної швидкості, використовуючи невелику частину свого палива.
Тим не менш, головним викликом до цього часу є побудова тяги з ефектом Холла, яка також здатна досягти високого рівня тяги. У той час як енергоефективні, звичайні іонні двигуни зазвичай виробляють лише частину тяги, яку виробляють ракети, які покладаються на твердохімічні паливні речовини. Отже, NASA розробляє розширений рушій моделі X3 спільно зі своїми партнерами.
Розвиток тяги контролював Алек Галлімор, професор аерокосмічної техніки та декан інженерії Роберта Дж. Власіка в Мічиганському університеті. Як він зазначив у нещодавній прес-повідомленні Michigan News:
«Марсійні місії просто на горизонті, і ми вже знаємо, що дроселі Холла добре працюють у космосі. Вони можуть бути оптимізовані або для транспортування обладнання з мінімальною енергією та паливом протягом року або близько того, або для швидкості - швидше перевозити екіпаж на Марс ".
В останніх випробуваннях X3 зруйнував попередній рекорд тяги, встановлений холодовим дроселем, досягнувши 5,4 ньютонів сили порівняно зі старим рекордом у 3,3 ньютона. X3 також більше ніж удвічі збільшив робочий струм (250 ампер проти 112 ампер) і працював на трохи більшій потужності, ніж попередній рекордсмен (102 кіловат проти 98 кіловат). Це було обнадійливою новиною, оскільки це означає, що двигун може запропонувати швидше прискорення, що означає коротший час у дорозі.
Випробування проводили Скотт Холл і Хані Камхаві в науково-дослідному центрі NASA Glenn у Клівленді. Тоді як Холл є докторантом аерокосмічної інженерії в U-M, Камхаві - науковий співробітник NASA Glenn, який активно брав участь у розробці X3. Крім того, Камхаві також є наставником Холла НАСА у складі Наукової співпраці з космічних технологій NASA (NSTRF).
Цей тест став кульмінацією більш ніж п’яти років досліджень, які прагнули вдосконалитись на сучасних проектах Хол-ефекту. Для проведення випробування команда спиралася на вакуумну камеру NASA Glenn, яка на даний момент є єдиною камерою в США, яка може працювати з рушником X3. Це пояснюється великою кількістю вихлопу, який виробляє дросель, що може призвести до того, що іонізований ксенон повернеться назад у плазмовий шлейф, тим самим перекосивши результати випробувань.
НАСА Гленн є єдиним, у якого вакуумний насос достатньо потужний для створення умов, необхідних для збереження чистоти вихлопів. Холл і Камхаві також повинні були побудувати спеціальну підставку для тяги, щоб підтримати раму 227 кг (500 фунтів) X3 і витримати силу, яку вона створює, оскільки існуючі стенди не вирішили цього завдання. Після закріплення тестового вікна команда провела чотири тижні, підготувавши підставку, тягу та встановивши всі необхідні з'єднання.
Весь час дослідники, інженери та технічні працівники NASA були готові надати підтримку. Після 20 годин накачування для досягнення космічного вакууму всередині камери, Холл і Камхаві провели ряд випробувань, де двигун був би запущений протягом 12 годин прямо. Протягом 25 днів команда підняла X3 до рекордної потужності, поточного та тягового рівнів.
Забігаючи наперед, команда планує провести ще випробування в лабораторії Галлімора в U-M, використовуючи модернізовану вакуумну камеру. Ці оновлення - це графіки, які мають бути завершені до січня 2018 року, і дадуть змогу команді проводити майбутні тести вдома. Це оновлення стало можливим завдяки гранту на 1 млн. Дол. США, частково внесеному Управлінням наукових досліджень ВВС, за додаткової підтримки Лабораторії реактивних двигунів та U-M.
Блоки живлення X3 також розробляють Aerojet Rocketdyne, виробник ракетно-ракетних установок на базі Сакраменто, який також є лідером у грантовій системі НАСА. До весни 2018 року очікується, що двигун буде інтегрований із цими енергосистемами; в цей момент в дослідницькому центрі Глена в черговий раз буде проведено серію 100-годинних випробувань.
X3 - один з трьох прототипів, які NASA розслідує щодо майбутніх місій, що проводяться на Марсі, і всі вони призначені для скорочення часу подорожі та зменшення кількості необхідного палива. Окрім того, щоб зробити такі місії більш рентабельними, скорочений час транзиту також призначений для зменшення кількості радіаційних астронавтів, яким вони будуть піддаватися під час подорожі між Землею та Марсом.
Проект фінансується завдяки NASA Next Space Technologies for Exploration Partnership (Next-STEP), яка підтримує не тільки системи приведення в рух, але і системи існування та виробництво в космосі.
