X3 es un poderoso propulsor de iones que algún día podría impulsar a los humanos más allá de la Tierra. El propulsor fue probado con éxito hace unos meses, y podría ser seleccionado por la NASA como un componente crucial del sistema de propulsión para futuras misiones a Marte.

X3 es un propulsor de efecto Hall, un tipo de propulsor de iones en el que el propulsor (más comúnmente xenón) es acelerado por campos eléctricos y magnéticos. Estos propulsores son más seguros y más eficientes en combustible que los motores utilizados en los cohetes químicos tradicionales. Sin embargo, actualmente ofrecen un empuje y una aceleración relativamente bajos. Por lo tanto, los ingenieros todavía están trabajando para hacerlos más poderosos.

Casi 31,5 pulgadas (80 centímetros) de diámetro y pesan alrededor de 507 libras. (230 kilogramos), X3 es un propulsor anidado de tres canales diseñado para funcionar a niveles de potencia de hasta 200 kW. El propulsor es desarrollado conjuntamente por la Universidad de Michigan (U-M), NASA y la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. El proyecto está financiado a través de NextSTEP (NextSTEP) de la NASA.

En julio y agosto de 2017, el propulsor X3 batió récords de rendimiento durante las pruebas realizadas en el Centro de Investigación Glenn de la NASA. Produjo 5.4 newtons de fuerza en comparación con el récord anterior de 3.3 newtons, duplicó el récord de corriente de funcionamiento (250 amperios frente a 112 amperios) y funcionó a una potencia ligeramente superior (102 kW frente a 98 kW).

"Nuestra prueba fue un gran éxito. Ambos pudimos operar el propulsor a plena potencia, demostrando que funcionó bien, y encontrar algunos problemas que resolver para el próximo año. Todos eran menores y fáciles de arreglar, pero podrían haber sido problemáticos si los encontramos durante nuestro intento de 100 horas, ", dijo Scott Hall del Laboratorio de Plasmadinámica y Propulsión Eléctrica de la U-M en una entrevista con Astrowatch.net.

La próxima prueba de 100 horas está prevista para la primavera de 2018. Durante esta campaña de prueba, el propulsor X3 se integrará con el sistema de procesamiento de energía de Aerojet Rocketdyne.

Hall señaló que la prueba reciente con el X3 fue diseñada para ser una prueba de reducción de riesgos para nuestra prueba de 100 horas para el programa NextSTEP de la NASA.

"Queríamos sacudir todo:el propulsor, el equipo auxiliar, y la instalación de vacío, antes de intentar nuestra carrera de 100 horas, que se supone que es de 100 kW, "Dijo Hall.

X3 es uno de los tres prototipos de motores que la NASA podría seleccionar para impulsar futuras misiones tripuladas a Marte. Los científicos estiman que una misión humana de este tipo al Planeta Rojo requerirá un sistema de propulsión que opere al menos 200kW.

Dado que el X3 presenta la mayor capacidad de aceleración de todos los propulsores Hall hasta la fecha, siete configuraciones de encendido y niveles de potencia que van desde 2 hasta 200 kW, podría ser la mejor opción para convertirse en un componente fundamental de las naves espaciales que transportan astronautas más allá de la Tierra.

"El X3 tiene el potencial de ser muy crítico para las próximas misiones tripuladas a Marte. La razón es que el X3 es un propulsor muy flexible con un gran rango de aceleración, Hall señaló.

Agregó que a niveles de potencia más bajos (como un solo propulsor X3), el X3 es ideal para mover mucha carga de manera muy eficiente. Este tipo de misiones probablemente saldrían antes que los astronautas y entregarían carga al planeta antes de su llegada. luego vuela de regreso a la Tierra para recargar para la próxima misión.

Es más, a niveles de potencia más altos (más de 600 kW, algunos X3 agrupados juntos), el X3 tiene el potencial de transportar astronautas a Marte.

"La NASA no ha decidido exactamente cómo quiere que se vean sus misiones a Marte, pero se han realizado muchos estudios que analizan diferentes formas en que podría usar una propulsión eléctrica de 100 a 300 kW como el X3, e incluso hasta 800 kW para cuando los paneles solares se vuelven más potentes, "Dijo Hall.

Notablemente, Los estudios han demostrado que alrededor de la marca de 600-700 kW, La propulsión eléctrica de alta potencia como la X3 se vuelve tan rápida como la propulsión química tradicional, pero es mucho más eficiente. Esta eficiencia podría ser decisiva cuando la NASA elija los motores para una futura misión a Marte u otros cuerpos celestes del sistema solar.

"En realidad, el X3 fue financiado originalmente por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, no la NASA, que están interesados ​​en propulsores como el X3 para mover cosas pesadas en órbita terrestre muy rápidamente. El X3 se puede utilizar en ese tipo de aplicaciones como rápido, transferencias eficientes de órbita terrestre baja (LEO) a órbita geoestacionaria (GEO), así como el transporte de carga y tripulación a una gran cantidad de objetivos interesantes, incluidos los asteroides cercanos a la Tierra y las lunas de Marte, así como el mismo Marte. También podría utilizarse potencialmente en misiones en el espacio profundo, aunque probablemente necesite energía nuclear para ellos, ya que la energía solar se reduce tan rápido, Hall concluyó.