NEXT acronyme de NASA Evolutionary Xenon Thruster est un moteur ionique à grilles développé dans les années 2000 par le Centre de recherche Glenn de la NASA. NEXT représente une avancée significative par rapport au moteur ionique NSTAR de la génération précédente utilisé pour propulser les sondes spatiales Deep Space 1 et Dawn. La poussée maximale atteint 0,236 newton (contre 0,092), l'impulsion spécifique 4100 secondes (contre 3100) et le rendement 70% (contre 61%) avec une masse allégée de manière significative.
En 2013 le moteur a atteint une durée de fonctionnement cumulée de heures sur banc d'essai. Sa première utilisation opérationnelle a eu lieu pour propulser la sonde DART.
Historique
Le projet NEXT a débuté en 2002 avec l'objectif de développer un moteur ionique à grilles d'une puissance de 7 kW utilisant comme ergol du xénon pour de futures missions d'exploration du système solaire par des sondes spatiales. Après une première phase de spécifications un premier prototype a été livré par la société Aerojet en 2006. En 2013 un prototype atteint heures de fonctionnement dans une chambre à vide du centre de recherche Glenn sur une période de 5 ans et demi consommant 870 kg de xénon.
Caractéristiques techniques
NEXT, comme tous les moteurs ioniques à grilles, utilise l'énergie électrique produite par des panneaux solaires pour accélérer les ions du carburant utilisé. Cette technique permet d'atteindre un rendement 10 fois plus élevé que dans les moteurs classiques mais la poussée est très faible. NEXT utilise de manière classique du xénon. Le moteur d'une puissance de décharge comprise entre 0,54 et 6,9 kW émet un faisceau d'ions d'un diamètre de 36 cm et utilise 2 grilles pour diffuser les ions. L'intensité atteint 3,52 ampères. L'impulsion spécifique maximale est de secondes lorsque la poussée atteint 236 millinewton. Le moteur est conçu pour pouvoir éjecter 300 kg de xénon (1,23x10N-s) mais est qualifié pour 450 kg et dispose d'un potentiel pour 750 kgNASA's Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) Project Qualification Propellant Throughput Milestone: Performance, Erosion, and Thruster Service Life Prediction After 450 kg, p.5.
+Comparaison des caractéristiques techniques de NEXT et de NSTAR Caractéristique NEXT NSTARPuissance de décharge (kW) 0,5-6,9 0,5 - 2,3Rapport puissance max/min > 12,1 4,1Impulsion spécifique maximale (secondes) > 4100 > 3100Poussée maximale (millinewtons) 236 92Rendement maximal du moteur > 70% > 61%Débit total (kg) > 300157Poids spécifique du propulseur kg/kW 1,8 3,6
Mise en œuvre En la NASA a passé d'un modèle ingénierie du moteur NEXT à la société Aerojet avec la possibilité d'exercer une option pour la commande de 4 modèles de vol. Le contrat représente une somme de 67 millions US$.
En 2014, la NASA propose le moteur NEXT pour la mission du programme Discovery qui devait être lancée en 2021. Elle le propose également le propulseur ionique pour le projet d'orbiteur martien Mars 2022 orbiter à l'étude en 2016, qui ne se concrétisera pas. Le moteur propulse la mission Double Asteroid Redirection Test (DART) dont l'objectif est de tester le recours à un engin de type impacteur pour dévier un astéroïde susceptible de frapper la Terre. Son lancement est prévu en 2021.
Références
Sources
Voir aussi Articles connexes Moteur ionique à grilles Propulsion électrique Ingénierie et technologie spatiale
Catégorie:Moteur ionique Catégorie:Programme spatial de la NASA