Un avanzato motore spaziale in corsa per spingere gli umani su Marte ha battuto i record di corrente operativa, potenza e spinta per un dispositivo del genere, noto come propulsore Hall.

Lo sviluppo del propulsore è stato guidato da Alec Gallimore, Professore di ingegneria aerospaziale dell'Università del Michigan e Robert J. Vlasic Dean of Engineering.

I propulsori Hall offrono una propulsione di veicoli spaziali basata su plasma eccezionalmente efficiente accelerando piccole quantità di propellente molto rapidamente utilizzando campi elettrici e magnetici. Possono raggiungere velocità massime con una piccola frazione del carburante richiesto in un razzo chimico.

"Le missioni su Marte sono solo all'orizzonte, e sappiamo già che i propulsori Hall funzionano bene nello spazio, " ha detto Gallimore. "Possono essere ottimizzati sia per il trasporto di attrezzature con energia e propellente minimi nel corso di un anno o giù di lì, o per la velocità, portando l'equipaggio su Marte molto più rapidamente."

La sfida è renderli più grandi e più potenti. L'X3, un propulsore Hall progettato dai ricercatori della U-M, NASA e US Air Force, infranto il precedente record di spinta stabilito da un propulsore Hall, arrivando a 5,4 newton di forza rispetto a 3,3 newton. Il miglioramento della spinta è particolarmente importante per le missioni con equipaggio:significa un'accelerazione più rapida e tempi di viaggio più brevi. L'X3 ha anche più che raddoppiato il record di corrente operativa (250 ampere contro 112 ampere) e ha funzionato a una potenza leggermente superiore (102 kilowatt contro 98 kilowatt).

L'X3 è uno dei tre prototipi di "motori marziani" da trasformare in un sistema di propulsione completo con i finanziamenti della NASA. Scott Hall, uno studente di dottorato in ingegneria aerospaziale presso la U-M, ha effettuato i test presso il Glenn Research Center della NASA a Cleveland, insieme ad Hani Kamhawi, uno scienziato ricercatore della NASA Glenn che è stato fortemente coinvolto nello sviluppo dell'X3. Gli esperimenti sono stati il ​​culmine di più di cinque anni di costruzione, testare e migliorare il propulsore.

NASA Glenn, specializzata nella propulsione solare elettrica, è attualmente sede dell'unica camera a vuoto negli Stati Uniti in grado di gestire il propulsore X3. Il propulsore produce così tanto scarico che le pompe per vuoto in altre camere non riescono a tenere il passo. Quindi, lo xeno che è stato sparato dal retro del motore può tornare alla deriva nel pennacchio di plasma, confondendo i risultati. Ma a partire da gennaio 2018, un aggiornamento della camera a vuoto nel laboratorio di Gallimore consentirà i test X3 proprio all'U-M.

Per adesso, il team X3 ha ottenuto una finestra di prova da fine luglio ad agosto di quest'anno, a partire da quattro settimane per allestire il supporto di spinta, montare il propulsore e collegare il propulsore con lo xeno e l'alimentazione elettrica. Hall aveva costruito un supporto di spinta personalizzato per sopportare il peso di 500 libbre dell'X3 e resistere alla sua forza, poiché gli stand esistenti crollerebbero sotto di esso. Durante tutto il processo, Hall e Kamhawi sono stati supportati dai ricercatori della NASA, ingegneri e tecnici.

"Il grande momento è quando chiudi la porta e pompi la camera, "Ha detto Sala.

Dopo le 20 ore di pompaggio per ottenere un vuoto spaziale, Hall e Kamhawi hanno trascorso 12 ore al giorno a testare l'X3.

Anche piccole rotture sembrano grossi problemi quando ci vogliono giorni per riportare gradualmente l'aria nella camera, entrare per fare la riparazione e pompare di nuovo l'aria. Ma nonostante le difficoltà, Hall e Kamhawi hanno portato l'X3 alla sua potenza da record, attuale e spinta nei 25 giorni di test.

Guardando avanti, l'X3 sarà finalmente integrato con gli alimentatori in sviluppo da Aerojet Rocketdyne, un produttore di propulsioni missilistiche e missilistiche e responsabile della sovvenzione del sistema di propulsione della NASA. Nella primavera del 2018 Hall si aspetta di tornare alla NASA Glenn per eseguire un test di 100 ore dell'X3 con il sistema di elaborazione della potenza di Aerojet Rocketdyne.