Көріс эффектісіндегі қозғалтқыштар: ғарыш аппараттары үшін электрлік күш жүйесі

Кіріспе

Электрлік қозғалтқыш жүйесінің түрі

Ғарыш кемелерін қозғалтқанда, Холл эффектілі қозғалтқыш (HET) – иондық қозғалтқыш түрі болып табылады, онда жанармай электр өрісімен үдетіледі. Холл эффектілі қозғалтқыштар (Эдвин Холлдың ашқандығына негізделген) кейде Холл қозғалтқыштары немесе Холл тогы қозғалтқыштары деп те аталады. Холл эффектілі қозғалтқыштар электрондардың бойлық қозғалысын шектеу үшін магнит өрісін пайдаланады, содан кейін оларды жанармайды иондау, иондарды тиімді үдетіп, итермелеу күшін жасау және шлейфтегі иондарды бейтараптандыру үшін қолданады. Холл эффектілі қозғалтқыш орташа нақты импульсті (1600 с) ғарыш қозғалтқышы технологиясы ретінде жіктеледі және 1960 жылдардан бері теориялық және тәжірибелік зерттеулерден үлкен пайда көрді. Холл қозғалтқыштары әртүрлі жанармайлармен жұмыс істейді, ең көп қолданылатыны – ксенон және криптон. Аргон, висмут, йод, магний, мырыш және адамантан да қызығушылық тудыратын жанармайлардың қатарында. Холл қозғалтқыштары өз шығарындыларын 10-нан 80 км/с (1000–8000 с нақты импульс) жылдамдыққа дейін үдетуге қабілетті, ал көптеген модельдер 15-тен 30 км/с аралығында жұмыс істейді. Дамытылатын итермелеу күші қуат деңгейіне байланысты. 1,35 кВт қуатпен жұмыс істейтін құрылғылар шамамен 83 мН итермелеу күшін береді. Жоғары қуатты модельдер зертханада 5,4 Н-ға дейін көрсеткен. Ксенонмен жұмыс істейтін Холл қозғалтқыштары үшін 100 кВт-қа дейін қуат деңгейлері көрсетілді. Холл эффектілі қозғалтқыштардың кіріс қуаты 1,35-тен 10 киловаттқа дейін, шығару жылдамдығы секундына 10–50 шақырым, итермелеу күші 40–600 миллиневтон және тиімділігі 45–60 пайызды құрайды. Холл эффектілі қозғалтқыштардың қолданылу салаларына орбитадағы спутниктің бағытын және орнын бақылау, сондай-ақ орташа өлшемді роботтық ғарыш кемелері үшін негізгі қозғалтқыш ретінде пайдалану жатады. Алайда, Холл қозғалтқышы алғаш рет тиімді қозғалтқыш құрылғысы ретінде Кеңес Одағында жасалған. АҚШ-та ғалымдар торлы иондық қозғалтқыштарды әзірлеуге баса назар аударды.

Үндістандық

Үндістанда ғылыми зерттеулер мемлекеттік және жекеменшік зерттеу институттары мен компаниялар жүргізеді. 2010 жылы ISRO GSLV Mk2 D3 ракетасымен GSAT 4 спутнигінде Холл эффектілі иондық қозғалтқыштарды пайдаланды. Онда төрт ксенонмен жұмыс істейтін қозғалтқыш болды, олардың екеуі орыс, ал екеуі үндістандық. Үндістандық қозғалтқыштардың қуаты 13 мН-ға бағаланды. Алайда, GSLV D3 орбитаға шыға алмады. 2013 жылы ISRO Magnetoplasmadynamic Electric Propulsion Thruster деп аталатын электрлік қозғалтқыштардың жаңа класын әзірлеуді қаржылады. Содан кейін жоба 25 мН итермелеу кезінде 2500 секундтық нақты импульспен аргон отынын пайдаланатын Магниттік Плазмалық Динамикалық Қозғалтқыш (MPD) технологиялық үлгісін жасады. 2014 жылы ISRO болашақ жоғары қуатты байланыс спутниктерінде пайдалану үшін 75 мН және 250 мН SPT қозғалтқыштарын әзірлеуді жалғастырды. 75 мН қозғалтқыштары GSAT 9 байланыс спутнигінде қолданылды. 2021 жылға қарай 300 мН қозғалтқыштың әзірленуі аяқталды. Оның қатарında 10 кВт қуатты плазмалық қозғалтқыш және криптонға негіделген төмен қуатты электрлік қозғалтқыш әзірленуде болды. Жеке компаниялар ғарыш саласына енгеннен кейін, Bellatrix Aerospace коммерциялық Холл эффектілі қозғалтқыштарды шығаратын алғашқы коммерциялық фирма атанды. Қозғалтқыштың қазіргі үлгісі отын ретінде ксенон қолданады. Сынақтар Үндістан Ғылым Институтының ғарыш кемесінің қозғалтқыштарын зерттеу зертханасында, Бенгалурда жүргізілді. Жылытқышсыз катодтық технология – жүйелердің қызмет ету мерзімін және сенімділігін арттыру арқылы оларды бәсекелестерден ерекшелендіретін маңызды жаңалық. Бұл spacetech стартапы бұрын әлемдегі алғашқы коммерциялық микротолқынды плазмалық қозғалтқышты әзірлеген, ол суды отын ретінде пайдаланып, микротолқынды плазма арқылы дереу қыздырады, және ISRO-дан тапсырыс алған.

Жұмыс істеу принципі

Холл қозғалтқышының негізгі жұмыс принципі – иондарды жоғары жылдамдыққа дейін үдету үшін электростатикалық потенциалды пайдалану болып табылады. Холл қозғалтқышында, тартымды теріс зарядты тордың орнына, қозғалтқыштың ашық жағындағы электрон плазмасы қамтамасыз етеді. Электрондарды шектеу үшін шамамен радиалдық магнит өрісі қолданылады, мұнда радиалдық магнит өрісі мен осьтік электр өрісінің үйлесімі электрондардың азимут бойынша дрейфтеуіне себеп болады, осылайша құрылғы атын алған Холл тогы пайда болады. Холл қозғалтқышының схемасы жақын жердегі суретте көрсетілген. Анод пен катод арасында 150 мен 800 вольт арасындағы электр потенциалы қолданылады. Орталық тік электромагниттің бір полюсін құрайды және оны сақина тәрізді кеңістік қоршап тұрады, ал оның айналасында электромагниттің екінші полюсі орналасқан, олардың арасында радиалдық магнит өрісі бар. Ксенон газы сияқты жанармай, газды таратушы ретінде қызмет ететін көптеген кішкентай тесіктері бар анод арқылы беріледі. Бейтарап ксенон атомдары қозғалтқыштың арнасына тарағанда, олар айналмалы жоғары энергиялы электрондармен (әдетте 10–40 эВ, немесе разряд кернеуінің шамамен 10%) соқтығысу арқылы иондалады. Ксенон атомдарының көпшілігі +1 таза зарядқа иондалады, бірақ айтарлықтай үлесі (шамамен 20%) +2 таза зарядқа ие. Ксенон иондары анод пен катод арасындағы электр өрісімен үдетіледі. 300 В разряд кернеуінде иондар шамамен жылдамдыққа жетеді, бұл 1500 с (15 кН·с/кг) нақты импульске тең. Алайда, шыққанда иондар өздерімен бірдей сандағы электрондарды тартып алады, нәтижесінде таза заряды жоқ плазмалық шоғыр пайда болады. Радиалдық магнит өрісі, жеңіл электрондарды айтарлықтай бұруға жеткілікті күшті етіп жасалған, бірақ ауыр иондарды бұрмайды, олардың гирорадиусы әлдеқайда үлкен және кедергісіз. Сондықтан, электрондардың көпшілігі қозғалтқыштың шығу жазықтығына жақын, жоғары радиалдық магнит өрісі аймағында, E×B (осьтік электр өрісі және радиалдық магнит өрісі) күштерімен тұтылып, айналып жүреді. Электрондардың орбиталық айналуы – айналмалы Холл тогы, және Холл қозғалтқышы осы токтан атын алған. Басқа бөлшектермен және қабырғалармен соқтығысу, сондай-ақ плазманың тұрақсыздығы, кейбір электрондардың магнит өрісінен босауына мүмкіндік береді, және олар анодқа қарай дрейфтейді. Разряд тогының шамамен 20–30% электрон тогын құрайды, ол итермелеуді тудырмайды, осылайша қозғалтқыштың энергетикалық тиімділігін шектейді; ал тоқтың қалған 70–80% иондарда. Электрондардың көпшілігі Холл тогында тұтылғандықтан, олар қозғалтқыштың ішінде ұзақ уақыт сақталады және ксенон жанармайының барлық бөлігін иондауға қабілетті, бұл 90–99% массалық пайдалануға мүмкіндік береді. Сондықтан, қозғалтқыштың массалық пайдалану тиімділігі шамамен 90% құрайды, ал разряд тогының тиімділігі шамамен 70% құрайды, бұл қозғалтқыштың біріктірілген тиімділігі шамамен 63% (= 90% × 70%) болады. Заманауи Холл қозғалтқыштары жетілдірілген конструкциялар арқылы 75% дейін тиімділікке жеткен. Химиялық зымырандармен салыстырғанда, итермелеу өте аз, 300 В және 1,5 кВт кернеумен жұмыс істейтін стандартты қозғалтқыш үшін шамамен 83 мН шамасында. Салыстыру үшін, АҚШ-тың 25 центтік немесе 20 центтік еуро монетасының салмағы шамамен 60 мН құрайды. Барлық электр қуатымен жұмыс істейтін ғарыш аппараттарының итермелеуі сияқты, Холл қозғалтқыштарының итермелеуі де қол жетімді қуат, тиімділік және нақты импульспен шектеледі. Алайда, Холл қозғалтқыштары электрлік итермелеуге тән жоғары нақты импульстарда жұмыс істейді. Холл қозғалтқыштарының торлы иондық қозғалтқыштармен салыстырғандағы бір ерекше артықшылығы – иондардың пайда болуы мен үдетілуі квази-нейтральды плазмада жүзеге асады, сондықтан Child-Langmuir заряды (ғарыш заряды) шегінен туындаған ток шектеуі болмайды. Бұл торлы иондық қозғалтқыштармен салыстырғанда әлдеқайда кіші қозғалтқыштарды жасауға мүмкіндік береді. Тағы бір артықшылығы – бұл қозғалтқыштар анодқа берілетін кең ауқымдағы жанармайларды қолдана алады, тіпті оттегіні де, бірақ катодта оңай иондалатын зат қажет.

The essential working principle of the Hall thruster is that it uses an electrostatic potential to accelerate ions up to high speeds. In a Hall thruster, the attractive negative charge is provided by an electron plasma at the open end of the thruster instead of a grid. A radial magnetic field of about is used to confine the electrons, where the combination of the radial magnetic field and axial electric field cause the electrons to drift in azimuth thus forming the Hall current from which the device gets its name. A schematic of a Hall thruster is shown in the adjacent image. An electric potential of between 150 and 800 volts is applied between the anode and cathode. The central spike forms one pole of an electromagnet and is surrounded by an annular space, and around that is the other pole of the electromagnet, with a radial magnetic field in between. The propellant, such as xenon gas, is fed through the anode, which has numerous small holes in it to act as a gas distributor. As the neutral xenon atoms diffuse into the channel of the thruster, they are ionized by collisions with circulating high energy electrons (typically 10–40 eV, or about 10% of the discharge voltage). Most of the xenon atoms are ionized to a net charge of +1, but a noticeable fraction (c. 20%) have +2 net charge. The xenon ions are then accelerated by the electric field between the anode and the cathode. For discharge voltages of 300 V, the ions reach speeds of around for a specific impulse of 1,500 s (15 kN·s/kg). Upon exiting, however, the ions pull an equal number of electrons with them, creating a plasma plume with no net charge. The radial magnetic field is designed to be strong enough to substantially deflect the low mass electrons, but not the high mass ions, which have a much larger gyroradius and are hardly impeded. The majority of electrons are thus stuck orbiting in the region of high radial magnetic field near the thruster exit plane, trapped in E×B (axial electric field and radial magnetic field). This orbital rotation of the electrons is a circulating Hall current, and it is from this that the Hall thruster gets its name. Collisions with other particles and walls, as well as plasma instabilities, allow some of the electrons to be freed from the magnetic field, and they drift towards the anode. About 20–30% of the discharge current is an electron current, which does not produce thrust, thus limiting the energetic efficiency of the thruster; the other 70–80% of the current is in the ions. Because the majority of electrons are trapped in the Hall current, they have a long residence time inside the thruster and are able to ionize almost all of the xenon propellant, allowing mass use of 90–99%. The mass use efficiency of the thruster is thus around 90%, while the discharge current efficiency is around 70%, for a combined thruster efficiency of around 63% (= 90% × 70%). Modern Hall thrusters have achieved efficiencies as high as 75% through advanced designs. Compared to chemical rockets, the thrust is very small, on the order of 83 mN for a typical thruster operating at 300 V and 1.5 kW. For comparison, the weight of a coin like the U. S. quarter or a 20 cent euro coin is approximately 60 mN. As with all forms of electrically powered spacecraft propulsion, thrust is limited by available power, efficiency, and specific impulse. However, Hall thrusters operate at the high specific impulses that are typical for electric propulsion. One particular advantage of Hall thrusters, as compared to a gridded ion thruster, is that the generation and acceleration of the ions takes place in a quasi neutral plasma, so there is no Child Langmuir charge (space charge) saturated current limitation on the thrust density. This allows much smaller thrusters compared to gridded ion thrusters. Another advantage is that these thrusters can use a wider variety of propellants supplied to the anode, even oxygen, although something easily ionized is needed at the cathode.

Ксенон

Ксенон көптеген электрлік қозғалту жүйелері үшін, оның ішінде Холл қозғалтқыштары үшін, дәстүрлі отын таңдауы болып келді. Ксенон отыны жоғары атомдық салмағы және төмен иондану потенциалы болғандықтан қолданылады. Ксенон сақтауға салыстырмалы түрде оңай, және ғарыш кемелерінің жұмыс температурасында газ күйінде қолдану алдында буландыру қажеттілігі туындамайды, мысалы, висмут сияқты металл отындарынан өзгеше. Ксенонның жоғары атомдық салмағы иондануға жұмсалатын энергияның масса бірлігіне шаққандағы қатынасының төмендігін білдіреді, нәтижесінде тиімдірек қозғалтқыш жұмыс істейді.

Криптон

Криптон – Холл қозғалтқыштары үшін тағы бір жанармай таңдауы. Ксенонның иондану потенциалы 12.1298 eV, ал криптонның иондану потенциалы 13.996 eV құрайды. Бұл криптонды пайдаланатын қозғалтқыштарды иондау үшін моль басына сәл жоғары энергия жұмсауға мәжбүр етеді, бұл тиімділікті азайтады. Сонымен қатар, криптон жеңіл ион болғандықтан, иондану энергиясына шаққандағы бірлік массасы ксенонмен салыстырғанда одан да төмендейді. Дегенмен, ксенонның бір килограмы криптоннан он есеге дейін қымбат болуы мүмкін, сондықтан криптон SpaceX-тің Starlink V1 сияқты спутниктік шоқжұлдыздарын құру үшін экономикалық жағынан тиімді таңдау болып табылады, оның алғашқы Холл қозғалтқыштары криптонмен жұмыс істеген. Аргон криптоннан шамамен 100 есе арзан, ал ксеноннан 1000 есе арзан.

Асыл газдарды салыстыру

+ асыл газдың қасиеттері мен құнын салыстыру кестесі Газ Символ Атомдық салмағы (г/моль) Иондану потенциалы (эВ) Құны / м³ Тығыздығы Құны / кг Ең арзанға шаққандағы құны Ксенон Xe 131.29 12.13 10.824 25 € / литр € 25000 5.894 г/л € 4241.60 1905 Криптон Kr 83.798 14.00 5.986 3 € / литр € 3000 3.749 г/л € 800.21 359 Аргон Ar 39.95 15.81 2.527 $0.12 / куб. фут € 3.97 1.784 г/л € 2.23 1 Неон Ne 20.18 21.64 0.933 € 504 / м³ € 504 0.9002 г/л € 559.88 251 Гелий He 4.002 24.59 0.163 $7.21 / м³ € 6.76 0.1786 г/л € 37.84 17

Цилиндрлі Hall қозғалтқыштары

Әдеттегі (сақиналы) Холл қозғалтқыштары киловаттық қуат деңгейінде тиімді болғанымен, кішірек өлшемдерге дейін қысқарғанда тиімділігі төмендейді. Бұл, арнаның мөлшерін азайту және қолданылатын магнит өрісінің күшін арттыру кезінде, өнімділіктің масштабталу параметрлерін тұрақты ұстаумен байланысты қиындықтарға байланысты. Осы себепті цилиндрлі Холл қозғалтқышы жасалды. Цилиндрлі Холл қозғалтқышының ерекшелігі – оның дәстүрлі емес разряд камерасының геометриясы мен сәйкес магнит өрісінің профилі, бұл оны кішірек өлшемдерге оңай бейімдеуге мүмкіндік береді. Цилиндрлі Холл қозғалтқышы, әдеттегі (сақиналы) Холл қозғалтқышына қарағанда, миниатюралауға және төмен қуатпен жұмыс істеуге ыңғайлы. Цилиндрлі Холл қозғалтқыштарының басты себебі – 45-55% тиімділікті сақтай отырып, шамамен 1 кВт-тан 100 Вт-қа дейінгі кең диапазонды қамтитын тұрақты Холл қозғалтқышын жасаудың қиындығында.

Сыртқы шығару Hall қозғалтқышы

Магниттік схеманы қорғайтын ағызу арнасының қабырғалары мен полюстерінің шашырап эрозияға ұшырауы қозғалтқыштың жұмысын тоқтатуға себеп болады. Сондықтан, сақиналы және цилиндрлі Hall қозғалтқыштарының қызмет мерзімі шектеулі. Магниттік қалқандау ағызу арнасының қабырғаларының эрозиясын күрт азайтатыны көрсетілгенімен, полюстердің эрозиясы әлі де маңызды мәселе болып табылады. Оның орнына, сыртқы разрядты Hall қозғалтқышы немесе сыртқы разрядты плазмалық қозғалтқыш (XPT) деп аталатын дәстүрлі емес Hall қозғалтқышының дизайны ұсынылды. Сыртқы разрядты Hall қозғалтқышында ағызу арнасының қабырғалары немесе полюстер жоқ. Плазмалық разряд қозғалтқыш құрылымының сыртындағы ашық кеңістікте толыққандай өндіріліп, тұрақтандырылады, осылайша эрозиясыз жұмыс істеуге қол жеткізіледі.

Қолданбалар

Холл ұшқыштары 1971 жылдың желтоқсанынан бері ғарышта ұшып келеді, сол кезде Кеңес Одағы Метеор спутнигінде SPT-50 ұшырды. Осы уақыттан бері 240-тан астам ұшқыш ғарышқа ұшырылды, олардың барлығы 100% сәттілікпен жұмыс істеді. Холл ұшқыштары қазіргі таңдағы коммерциялық LEO және GEO байланыс спутниктерінде орбитаға енгізу және орбитада тұрақтап қалу үшін жиі қолданылады. Батыс спутнигінде алғаш рет ұшқан Холл ұшқышы – 1998 жылғы 3 қазанда ұшырылған НРО-ның STEX ғарыш аппаратындағы TsNIIMASH жасаған ресейлік D-55 болды. Еуропалық ғарыш агенттігінің SMART-1 ғарыш аппаратының күн электрлік жетегі Snecma PPS 1350 G Холл ұшқышын пайдаланды. SMART-1 – Ай орбитасындағы технологиялық демонстрациялық миссия болды. 2003 жылғы 28 қыркүйектен бастап PPS 1350 G-ді пайдалану, геосинхрондық Жер орбитасынан (GEO) тыс жерде Холл ұшқышын алғаш рет қолдануға айналды. Коммерциялық қолданыстағы көптеген Холл ұшқыштары сияқты, SMART-1-дегі Холл ұшқышы да қуат, нақты импульс және итермелеу диапазоны бойынша реттелуге қабілетті. Оның қуат диапазоны 0,46–1,19 кВт, нақты импульсі 1100–1600 с және итермелеу күші 30–70 мН құрайды. SpaceX Starlink шоқжұлдызының алғашқы кішкентай спутниктері орбитаны сақтау және орбитадан түсу үшін криптонмен жұмыс істейтін Холл ұшқыштарын пайдаланды, ал кейінірек Starlink спутниктері аргонмен жұмыс істейтін Холл ұшқыштарын қолданды, олар станцияның орбитасын реттеу және сақтау үшін қолданылады. Холл эффекті ұшқыштарын дамыту Қытайда өте сезімтал мәселе саналады, ғалымдар "көзге түспей технологияны жақсартуға тырысады". Холл эффекті ұшқыштары экипаждық миссиялардың қауіпсіздігін ескере отырып жасалады, үдетілген иондық бөлшектердің эрозиясы мен зақымдануын болдырмау үшін шаралар қолданылады. Зиянды бөлшектерді тебу және ұшқыштардың тұтастығын сақтау үшін магниттік өріс және арнайы жасалған керамикалық қалқан қолданылады. Қытай Ғылым академиясы мәліметінше, Tiangong-та қолданылған иондық жетек 8240 сағат бойы үздіксіз жұмыс істеп, Қытай ғарыш станциясының жоспарланған 15 жылдық қызмет мерзіміне сәйкес келеді. Бұл адаммен жұмыс істейтін миссиядағы әлемдегі алғашқы Холл ұшқышы. Jet Propulsion Laboratory (JPL) Майк Кэссиди басқаратын Apollo Fusion компаниясына өзінің Магниттік қалқанды миниатюралы (MaSMi) Холл ұшқышы технологиясы үшін эксклюзивті коммерциялық лицензия берді. 2021 жылдың қаңтар айында Apollo Fusion компаниясы York Space Systems компаниясымен "Apollo Constellation Engine" деп аталатын соңғы нұсқасына арналған келісімшарт жасағанын хабарлады. NASA-ның Психе астероидіне жасаған миссиясында ксенон газымен жұмыс істейтін Холл ұшқыштары қолданылады. Электр энергиясы 75 шаршы метрлік күн панельдерінен алынады. NASA-ның адаммен жұмыс істейтін миссиялардағы алғашқы Холл ұшқыштары Busek ұсынған 6 кВт Холл ұшқыштары мен NASA Advanced Electric Propulsion System (AEPS) Холл ұшқыштарының комбинациясынан тұрады. Олар NASA-ның Артемида бағдарламасы бойынша Ай шлюзі үшін Maxar-дың қуат және жетегі элементінің (PPE) негізгі жетегі ретінде қызмет етеді. Холл ұшқыштарының жоғары нақты импульсі Ай шлюзінің полярлық тік сызықты галолық орбитасына тиімді орбиталық көтерілуге және орбитада тұрақтап қалуға мүмкіндік береді.

Hall thrusters have been flying in space since December 1971, when the Soviet Union launched an SPT 50 on a Meteor satellite. Over 240 thrusters have flown in space since that time, with a 100% success rate. Hall thrusters are now routinely flown on commercial LEO and GEO communications satellites, where they are used for orbital insertion and stationkeeping. The first Hall thruster to fly on a western satellite was a Russian D 55 built by TsNIIMASH, on the NRO's STEX spacecraft, launched on October 3, 1998. The solar electric propulsion system of the European Space Agency's SMART 1 spacecraft used a Snecma PPS 1350 G Hall thruster. SMART 1 was a technology demonstration mission that orbited the Moon. This use of the PPS 1350 G, starting on September 28, 2003, was the first use of a Hall thruster outside geosynchronous Earth orbit (GEO). Like most Hall thruster propulsion systems used in commercial applications, the Hall thruster on SMART 1 could be throttled over a range of power, specific impulse, and thrust. It has a discharge power range of 0.46–1.19 kW, a specific impulse of 1,100–1,600 s and thrust of 30–70 mN. Early small satellites of the SpaceX Starlink constellation used krypton fueled Hall thrusters for position keeping and deorbiting, while later Starlink satellites used argon fueled Hall thrusters. which are used to adjust and maintain the station's orbit. The development of the Hall effect thrusters is considered a sensitive topic in China, with scientists "working to improve the technology without attracting attention". Hall effect thrusters are created with crewed mission safety in mind with effort to prevent erosion and damage caused by the accelerated ion particles. A magnetic field and specially designed ceramic shield was created to repel damaging particles and maintain integrity of the thrusters. According to the Chinese Academy of Sciences, the ion drive used on Tiangong has burned continuously for 8,240 hours without a glitch, indicating their suitability for the Chinese space station's designated 15 year lifespan. This is the world's first Hall thruster on a human rated mission. The Jet Propulsion Laboratory (JPL) granted exclusive commercial licensing to Apollo Fusion, led by Mike Cassidy, for its Magnetically Shielded Miniature (MaSMi) Hall thruster technology. In January 2021, Apollo Fusion announced they had secured a contract with York Space Systems for an order of its latest iteration named the "Apollo Constellation Engine". The NASA mission to the asteroid Psyche utilizes xenon gas Hall thrusters. The electricity comes from the craft's 75 square meter solar panels. NASA's first Hall thrusters on a human rated mission will be a combination of 6 kW Hall thrusters provided by Busek and NASA Advanced Electric Propulsion System (AEPS) Hall thrusters. They will serve as the primary propulsion on Maxar's Power and Propulsion Element (PPE) for the Lunar Gateway under NASA's Artemis program. The high specific impulse of Hall thrusters will allow for efficient orbit raising and station keep for the Lunar Gateway's polar near rectilinear halo orbit.

Даму үстінде

Дамудағы ең жоғары қуатты Холл эффектісі жылдамдеткіші (2021 жылға қарай) – Мичиган университетінің 100 кВт X3 Nested Channel Hall Thruster. Бұл жылдамдеткіштің диаметрі шамамен 80 см, салмағы 230 кг және ол 5,4 Н итермелеу күшін көрсеткен. Басқа жоғары қуатты жылдамдеткіштердің қатарында NASA-ның 40 кВт Advanced Electric Propulsion System (AEPS) жүйесі бар, ол үлкен ғылыми миссияларды және терең ғарышта жүк тасымалдауды қамтамасыз етуге арналған.