Авторы разработки, группа инженеров НАСА и Национальной лаборатории Лос-Аламос (США), взяли за основу несколько предыдущих проектов силовых установок на эффекте Холла. Эти электростатические ракетные двигатели обеспечивают при равных размерах больше тяги, чем ионные двигатели и используются в космонавтике для выведения спутников на заданные орбиты. В качестве источника энергии может быть Солнце или что-нибудь другое, что ионизирует инертный газ типа ксенона, который при помощи магнитных полей создает тягу.

Одна из самых больших проблем недорогих научных программ с применением малых космических аппаратов — необходимость придерживаться конкретных параметров запуска. Обычно такие аппараты становятся вторичным полезным грузом ракеты, а дата и траектория запуска определяется исходя из задач первичного полезного груза. Архитектура CHAMPS решает эту проблему, пишет Universe Today.

Авторы проекта предлагают использовать программу коммерческих лунных грузов (CLPS), которая предусматривает регулярную доставку грузов на Луну в ближайшие годы. Траектории запуска миссий CLPS хорошо известны, кроме того, имеется много альтернативных вариантов.

Используя гравитационный маневр для набора скорости, космический аппарат сможет временно выйти на почти прямолинейную гало-орбиту вокруг Луны и оставаться на ней, дожидаясь благоприятного взаимного расположения Земли и Марса.

Первый маневр с малой тягой продолжится около трех месяцев, за ним последует четырехмесячная фаза крейсерского полета и еще один семимесячный маневр с малой тягой. Достигнув Марса, космический аппарат выйдет на орбиту в 150 км над поверхностью, где он будет выполнять основную научную задачу. Параллельно аппарат станет изучать Деймос, меньший из двух спутников Марса. Через два года он поднимется на ареосинхронную орбиту в 170 км над поверхностью.

Это позволит получить непрерывный обзор атмосферы над критически важными объектами на поверхности Марса, одновременно обеспечивая ретрансляцию данных для наземных миссий.

Предполагается, что программа CHAMPS проведет множество научных исследований с использованием различных инструментов. С их помощью аппарат измерит свойства атмосферы: ее давление, температуру, распределение аэрозолей, водяной пар и содержание озона. Также они проследят за поведением и эволюцией марсианской пыли и облаков водяного льда, чтобы узнать больше о погодных условиях планеты и сезонных пылевых бурях. В-третьих, будут изучены плазменные условия и структура магнитного поля вокруг Марса и их взаимодействие с экстремальным ультрафиолетовым излучением Солнца. Эти исследования позволят ученым лучше понять особенности марсианского климата.

Год назад агентство НАСА разработало новый двигатель на эффекте Холла. Его отличие от существующих моделей в повышенной производительности и большем сроке службы.