Добавить новость
smi24.net
News in English
Апрель
2024

Pushing the Limits of Sub-Kilowatt Electric Propulsion Technology to Enable Planetary Exploration and Commercial Mission Concepts

0
6 Min Read

Pushing the Limits of Sub-Kilowatt Electric Propulsion Technology to Enable Planetary Exploration and Commercial Mission Concepts

Northrop Grumman NGHT-1X engineering model Hall-effect thruster operating in Glenn Research Center Vacuum Facility 8. The design of the NGHT-1X is based on the NASA-H71M Hall-effect thruster.

NASA has developed an advanced propulsion technology to facilitate future planetary exploration missions using small spacecraft. Not only will this technology enable new types of planetary science missions, one of NASA’s commercial partners is already preparing to use it for another purpose—to extend the lifetimes of spacecraft that are already in orbit. Identifying the opportunity for industry to use this new technology not only advances NASA’s goal of technology commercialization, it could potentially create a path for NASA to acquire this important technology from industry for use in future planetary missions.

The New Technology

Planetary science missions using small spacecraft will be required to perform challenging propulsive maneuvers—such as achieving planetary escape velocities, orbit capture, and more—that require a velocity change (delta-v) capability well in excess of typical commercial needs and the current state-of-the-art. Therefore, the #1 enabling technology for these small spacecraft missions is an electric propulsion system that can execute these high-delta-v maneuvers. The propulsion system must operate using low power (sub-kilowatt) and have high-propellant throughput (i.e., the capability to use a high total mass of propellant over its lifetime) to enable the impulse required to execute these maneuvers.

After many years of research and development, researchers at NASA Glenn Research Center (GRC) have created a small spacecraft electric propulsion system to meet these needs—the NASA-H71M sub-kilowatt Hall-effect thruster. In addition, the successful commercialization of this new thruster will soon provide at least one such solution to enable the next generation of small spacecraft science missions requiring up to an amazing 8 km/s of delta-v. This technical feat was accomplished by the miniaturization of many advanced high-power solar electric propulsion technologies developed over the last decade for applications such as the Power and Propulsion Element of Gateway, humanity’s first space station around the Moon.

Left: NASA-H71M Hall-effect thruster on the Glenn Research Center Vacuum Facility 8 thrust stand. Right: Dr. Jonathan Mackey tuning the thrust stand prior to closing and pumping down the test facility.

Benefits of This Technology for Planetary Exploration

Small spacecraft using the NASA-H71M electric propulsion technology will be able to independently maneuver from low-Earth orbit (LEO) to the Moon or even from a geosynchronous transfer orbit (GTO) to Mars. This capability is especially remarkable because commercial launch opportunities to LEO and GTO have become routine, and the excess launch capacity of such missions is often sold at low cost to deploy secondary spacecraft. The ability to conduct missions that originate from these near-Earth orbits can greatly increase the cadence and lower the cost of lunar and Mars science missions.

This propulsion capability will also increase the reach of secondary spacecraft, which have been historically limited to scientific targets that align with the primary mission’s launch trajectory. This new technology will enable secondary missions to substantially deviate from the primary mission’s trajectory, which will facilitate exploration of a wider range of scientific targets.

In addition, these secondary spacecraft science missions would typically have only a short period of time to collect data during a high-speed flyby of a distant body. This greater propulsive capability will allow deceleration and orbital insertion at planetoids for long-term scientific study.

Furthermore, small spacecraft outfitted with such significant propulsive capability will be better equipped to manage late-stage changes to the primary mission’s launch trajectory. Such changes are frequently a top risk for small spacecraft science missions with limited onboard propulsive capability that depend on the initial launch trajectory to reach their science target.

Commercial Applications

The megaconstellations of small spacecraft now forming in low-Earth orbits have made low-power Hall-effect thrusters the most abundant electric propulsion system used in space today. These systems use propellant very efficiently, which allows for orbit insertion, de-orbiting, and many years of collision avoidance and re-phasing. However, the cost-conscious design of these commercial electric propulsion systems has inevitably limited their lifetime capability to typically less than a few thousand hours of operation and these systems can only process about 10% or less of a small spacecraft’s initial mass in propellant.

By contrast, planetary science missions benefiting from the NASA-H71M electric propulsion system technology could operate for 15,000 hours and process over 30% of the small spacecraft’s initial mass in propellant. This game-changing capability is well beyond the needs of most commercial LEO missions and comes at a cost premium that makes commercialization for such applications unlikely. Therefore, NASA sought and continues to seek partnerships with companies developing innovative commercial small spacecraft mission concepts with unusually large propellant throughput requirements.

One partner that will soon use the licensed NASA electric propulsion technology in a commercial small spacecraft application is SpaceLogistics, a wholly owned subsidiary of Northrop Grumman. The Mission Extension Pod (MEP) satellite servicing vehicle is equipped with a pair of Northrop Grumman NGHT-1X Hall-effect thrusters, whose design is based on the NASA-H71M. The small spacecraft’s large propulsive capability will allow it to reach geosynchronous Earth orbit (GEO) where it will be mounted on a far larger satellite.  Once installed, the MEP will serve as a “propulsion jet pack” to extend the life of its host spacecraft for at least six years.

Northrop Grumman is currently conducting a long duration wear test (LDWT) of the NGHT-1X in GRC’s Vacuum Facility 11 to demonstrate its full lifetime operational capability. The LDWT is funded by Northrop Grumman through a fully reimbursable Space Act Agreement. The first MEP spacecraft are expected to launch in 2025, where they will extend the life of three GEO communication satellites.

Collaborating with U.S. industry to find small spacecraft applications with propulsive requirements similar to future NASA planetary science missions not only supports U.S. industry in remaining a global leader in commercial space systems but creates new commercial opportunities for NASA to acquire these important technologies as planetary missions require them.

Northrop Grumman NGHT-1X engineering model Hall-effect thruster operating in Glenn Research Center Vacuum Facility 8. The design of the NGHT-1X is based on the NASA-H71M Hall-effect thruster.
Credit: Northrop Grumman

NASA continues to mature the H71M electric propulsion technologies to expand the range of data and documentation available to U.S. industry for the purpose of developing similarly advanced and highly capable low-power electric propulsion devices.

Project Lead

Dr. Gabriel F. Benavides, NASA Glenn Research Center (GRC)

Sponsoring Organizations

Planetary Science Division – Planetary Exploration Science Technology Office (PESTO); Space Operations Mission Directorate – Commercial Space Capabilities Office (CSCO); Space Technology Mission Directorate – Game Changing Development (GCD) program; Space Technology Mission Directorate – Small Spacecraft Technology (SST) program








Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления

Грачья Погосян: достойный пример гуманизма и патриотизма (к 55-летию известного благотворителя)

Антитела альпак помогли ученым создать новые методы лечения рака

Семейное приключение на «Кораблике Детского радио»


Palestinian envoy urges action at UN: “History will judge us all”

Exclusive: Fintech giant Stripe building ‘Tempo’ blockchain with crypto VC Paradigm

AI talent comes at a 30% salary premium: ‘If you try to play catch up later, this is going to cost you even more’

Report: Liverpool decision hands advantage to Man United in midfielder pursuit


Платформа «DатаРу Облако» аттестована для работы с государственными данными и информацией повышенной категории

Грачья Погосян: достойный пример гуманизма и патриотизма (к 55-летию известного благотворителя)

Семейное приключение на «Кораблике Детского радио»

В приложении BelkaCar появилась функция поиска авто по фото


Steam for Chromebooks is getting axed in 2026 instead of exiting its 4-year beta

Открыты сервера MMORPG ROM: Golden Age

New study shows that Gen Z is spending way less money on videogames than older gamers

Первый взгляд на мобильную версию Neon Spellstorm


Овочі можуть стати розкішшю для українців

Овочі можусть стати розкішшю для українців


EVITA BEAUTY STORE - интернет-магазин косметики премиум-класса

Тариф — ноль. «Выберу.ру» составил рейтинг бесплатных кредитных карт за июль 2025 года

Почему у канализационной системы должен быть выход на крышу?

Впервые в Луганске: детский благотворительный фестиваль «Добрая волна» подарит надежду и вдохновение


Семейное приключение на «Кораблике Детского радио»

Антиармянские публикации в российском научном журнале «Современная научная мысль»: расследование фонда «Гегард»

Кубок Федерации: спортивный праздник в формате светского пикника под музыку Relax FM

Разумная экономия и улучшенный вкус: Познакомьтесь с совершенно новым VOOPOO VMATE PRO2


НАТО И ЕВРОСОЮЗУ МОГУТ ОТКЛЮЧИТЬ ВСЕ ВИДЫ ОРУДИЙ! ВЫСШАЯ АКАДЕМИЯ УПРАВЛЕНИЯ МИРОМ: ПРОГРАММНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТЫ ПОМОГАЮТ! Россия, США, Европа могут улучшить отношения и здоровье общества!

ВЦ «Раздолье» проведет бесплатный вебинар «Динамическая структура заказа в 1С:ERP»

Тариф — ноль. «Выберу.ру» составил рейтинг бесплатных кредитных карт за июль 2025 года

Кубок Федерации: спортивный праздник в формате светского пикника под музыку Relax FM


В Цинциннати остановили матчи ATP и WTA из-за пожара генератора

Калинская обыграла финалистку Уимблдона на турнире в Цинциннати

Андрей Рублёв обыграл Лёнера Тьена на старте «Мастерса» в Цинциннати

Синнер пробился в четвертый раунд турнира "Мастерс" в Цинциннати


Впервые в Луганске: детский благотворительный фестиваль «Добрая волна» подарит надежду и вдохновение

Тариф — ноль. «Выберу.ру» составил рейтинг бесплатных кредитных карт за июль 2025 года

Сотрудники Коломенского отдела вневедомственной охраны Главного управления Росгвардии по Московской области задержали любителя кофе, который решил сэкономить на покупке ароматного напитка

Тариф — ноль. «Выберу.ру» составил рейтинг бесплатных кредитных карт за июль 2025 года


Музыкальные новости

Мама Тимати перерезала пуповину во время родов Валентины Ивановой

Московский суд взыскал с Басты долг по коммунальным платежам

Архипелаг 2025: стартовали с максимальными баллами

Отношения Анастасии Волочковой с арабским шейхом развиваются стремительно: «Свадьба в Эмиратах»


Впервые в Луганске: детский благотворительный фестиваль «Добрая волна» подарит надежду и вдохновение

Кубок Федерации: спортивный праздник в формате светского пикника под музыку Relax FM

Почему у канализационной системы должен быть выход на крышу?

Тариф — ноль. «Выберу.ру» составил рейтинг бесплатных кредитных карт за июль 2025 года


Махачкалинский «Динамо» обыграл «Спартак» по пенальти в матче Кубка России

Почему у канализационной системы должен быть выход на крышу?

Впервые в Луганске: детский благотворительный фестиваль «Добрая волна» подарит надежду и вдохновение

"Начинаем привыкать". Бизнес и власти о том, как россиянам жить в эпоху интернет-блэкаутов


Отзывы о франшизе «Автополка»

Выбор подходящей франшизы автозапчастей

Быстрый старт в прибыльном бизнесе по продаже автозапчастей

Магазин автозапчастей франшиза – успешное и прибыльное предприятие


Европейцы выразили разочарование из-за недостатка ясности со стороны Уиткоффа

СМИ: американские чиновники рады решению Путина посетить Аляску

Ким Чен Ын подтвердил Путину неизменную поддержку КНДР в отношении России

«Трампу надо соглашаться»: сейчас у Путина наименьшее количество требований за все время – итальянские СМИ




Хирурги в Москве спасли жизнь пациента редкой ампутацией нижней части тела

Солнечному мальчику необходимо лекарство, чтобы спасти сердце от перегрузок

КГ PROGRESS: в Перми работают самые опытные стоматологи в России

Хирурги в Москве спасли жизнь 43-летнему мужчине, ампутировав нижнюю часть тела


Зеленский пригрозил «третьей мировой войной» в случае давления на Киев в вопросе уступок территорий


Благодаря совместным действиям сотрудников Росгвардии и их коллег футбольный матч «Акрон» – ЦСКА завершился без происшествий

Кубок Федерации: спортивный праздник в формате светского пикника под музыку Relax FM

Журова о возвращении граждан, сменивших гражданство: «Практически невозможно»

Сотрудники и военнослужащие Росгвардии обеспечили безопасность футбольного матча



Депутат ГД Останина запросила у мэра Москвы данные о причинах закрытия роддомов

Собянин: Создадим условия для развития технологичных предприятий

Новый путепровод свяжет три района северо-востока Москвы – Сергей Собянин

Сергей Собянин. Главное за день


Погода сошла с ума? Главный синоптик России Вильфанд предупреждает: аномалий будет все больше - то в жар, то в холод

В Канаде зафиксировано ухудшение ситуации с лесными пожарами

Экологи требуют ограничения роста цен на авиабилеты по окончании школьных каникул


Сотрудники Коломенского отдела вневедомственной охраны Главного управления Росгвардии по Московской области задержали любителя кофе, который решил сэкономить на покупке ароматного напитка

Тариф — ноль. «Выберу.ру» составил рейтинг бесплатных кредитных карт за июль 2025 года

«Птицы любви»: песня, в которой слышно биение двух сердец — матери и дочери

EVITA BEAUTY STORE - интернет-магазин косметики премиум-класса


Заместитель прокурора Архангельской области и Ненецкого автономного округа Павел Матанцев проверил ход ремонтных работ в школе № 1 г. Нарьян-Мара

На Новой Земле провели испытания межконтинентальной крылатой ракеты «Буревестник»

Универсальный ТСД промышленного класса Saotron RT-T40X V.2

Беспроводной сканер штрих-кодов SAOTRON P05i промышленного класса


Прогноз погоды в Крыму на 13 августа

Прогноз погоды в Крыму на 11 августа

Прогноз погоды в Крыму на 12 августа

Историко-краеведческая выставка «Древности земли крымской»


Тариф — ноль. «Выберу.ру» составил рейтинг бесплатных кредитных карт за июль 2025 года

Сотрудники отдела лицензионно-разрешительной работы по городу Королеву передали добровольно сданное охотничье оружие в зону проведения СВО

НАТО И ЕВРОСОЮЗУ МОГУТ ОТКЛЮЧИТЬ ВСЕ ВИДЫ ОРУДИЙ! ВЫСШАЯ АКАДЕМИЯ УПРАВЛЕНИЯ МИРОМ: ПРОГРАММНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТЫ ПОМОГАЮТ! Россия, США, Европа могут улучшить отношения и здоровье общества!

Сотрудники Коломенского отдела вневедомственной охраны Главного управления Росгвардии по Московской области задержали любителя кофе, который решил сэкономить на покупке ароматного напитка














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *