Ο ρωσικός εξαιρετικά μικρός κινητήρας πλάσματος από το MEPhI θα δοκιμαστεί στο διάστημα μέχρι το τέλος του έτους
Οι μηχανικοί του Ινστιτούτου Μηχανικής Φυσικής της Μόσχας (MEPhI) αναπτύσσουν ενεργά έναν εξαιρετικά μικρό κινητήρα πλάσματος ειδικά σχεδιασμένο για νανοδορυφόρους. Το κύριο πρόβλημα δεν ήταν η δημιουργία ενός κινητήρα, αλλά η πλήρης λειτουργία του από μια μικρή μπαταρία πυκνωτή.
Και ήταν ο Ρώσος ειδικούς, και έχουν δημιουργήσει με επιτυχία έναν εξαιρετικά μικρό κινητήρα πλάσματος, τον οποίο θέλουν να δοκιμάσουν στο διάστημα πριν από το τέλος του ρεύματος της χρονιάς.
Το πρόβλημα των νανοδορυφόρων και η λύση τους
Προς το παρόν, μπορούμε να παρατηρήσουμε μια πραγματική έκρηξη στους λεγόμενους νανοδορυφόρους - διαστημόπλοια, το βάρος των οποίων δεν υπερβαίνει τα 10 κιλά. Έτσι, μόνο από τις αρχές του 2021, περίπου 150 δορυφόροι με τη μορφή CubeSat έχουν εκτοξευθεί σε τροχιά - ο πιο δημοφιλής τύπος εξαιρετικά μικρών δορυφόρων.
Έτσι, οι περισσότερες από αυτές τις νανοσυσκευές χρησιμοποιούνται για τη διερεύνηση της Γης και το κύριο πρόβλημα είναι οι συσκευές έγκειται στο γεγονός ότι εκτοξεύονται σε τροχιά με σπασμούς ρίχνοντας δεκάδες από αυτές έξω από τον πύραυλο σε μία τοποθεσία.
Για εργασία υψηλής ποιότητας, πρέπει να κατανέμονται ομοιόμορφα στην τροχιά, πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να αλλάξετε την ταχύτητά τους σε τροχιά. Επί του παρόντος, τα αναπτυσσόμενα πλαίσια χρησιμοποιούνται για την αλλαγή της ταχύτητας και την περιστροφή τους κάθετα στην κίνηση του δορυφόρου για μέγιστη επιβράδυνση ή παράλληλα για μικρή επιβράδυνση.
Η μέθοδος έχει ένα, αλλά ένα πολύ σημαντικό μειονέκτημα. Λόγω της επιβράδυνσης, οι δορυφόροι συχνά χάνουν υψόμετρο και αναπόφευκτα βγαίνουν από την τροχιά και καίγονται στα πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας.
Και ως εκ τούτου, απαιτείται η συνεχής εκτόξευση όλων των νέων δορυφόρων για την αντικατάσταση των καμένων.
Η μόνη διέξοδος από αυτήν την κατάσταση είναι η εγκατάσταση ενός μικροσκοπικού κινητήρα στον δορυφόρο. Εδώ είναι ακριβώς όλοι οι υπάρχοντες κινητήρες έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε μεγάλα διαστημόπλοια, και καταναλώνουν πάρα πολύ ενέργεια και τα πάνελ στους μικροδορυφόρους δεν είναι σε θέση να τους παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια αρχή. Και οι υγροί κινητήρες απαγορεύονται για λόγους ασφαλείας.
Αυτός είναι ο λόγος που οι επιστήμονες αγωνίζονται να δημιουργήσουν μικροσκοπικές μηχανές τόσο καιρό και μερικές φορές χωρίς αποτέλεσμα.
Ρώσοι μηχανικοί βρήκαν μια λύση
Ρώσοι ειδικοί πρότειναν τη χρήση πλαστικού πολυακετάλης και όχι εκρηκτικών ενώσεων, ως καύσιμο σε έναν κινητήρα πλάσματος. σταδιακά καίγεται, μετατρέπεται σε πλάσμα και στη συνέχεια εκτοξεύεται από τον κινητήρα, δημιουργώντας έτσι την απαραίτητη ώθηση, η οποία κινεί τον μίνι δορυφόρο.
Για να είμαστε δίκαιοι, θα πρέπει να ειπωθεί ότι η ιδέα της χρήσης πλαστικού δεν είναι νέα και προτάθηκε από τη Σοβιετική ειδικοί και δοκιμάστηκαν το 1964 στον διαπλανητικό σταθμό Zond-2, ο οποίος στάλθηκε στον Άρη από τη Σοβιετική Ενωση.
Στη σοβιετική έκδοση, δεν χρησιμοποιήθηκε πολυακετάλη για κινητήρες, αλλά συνηθισμένο φθοριοπλαστικό. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτού του υλικού ήταν η υψηλή του πυκνότητα, αλλά υπήρχε επίσης ένα σοβαρό μειονέκτημα.
Έτσι, για τη χρήση φθοροπλαστικού με τη μορφή καυσίμου, απαιτείται μεγάλο ρεύμα εκκένωσης. Εάν το ρεύμα είναι ανεπαρκές, τότε σχηματίζεται μια μεμβράνη άνθρακα στην πλαστική επιφάνεια, η οποία έχει εξαιρετική αγωγιμότητα ρεύματος, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να προκαλέσει βραχυκύκλωμα και ο κινητήρας απλά θα βγει Κτίριο.
Οι σοβιετικοί μηχανικοί έλυσαν το πρόβλημα εγκαθιστώντας μεγάλους και ισχυρούς πυκνωτές παλμών, αλλά δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μικρο-δορυφόρους με κανέναν τρόπο.
Η ιδέα των μηχανικών MEPhI ήταν να δημιουργήσουν έναν κινητήρα με διαστάσεις 83x83x50 mm και για να λύσουν το πρόβλημα του σχηματισμού φιλμ, άρχισαν να αναζητούν ένα άλλο είδος πλαστικού. Και κατά την έρευνα, βρέθηκε μια πολυακετάλη, η οποία έχει μια αλυσίδα (-C-O-C-O-C-), η οποία δεν επιτρέπει τον σχηματισμό μεμβράνη άνθρακα (σχηματίζεται κάποια ποσότητα λαδιού ή λαδιού, το οποίο δεν μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα και επομένως δεν είναι επικίνδυνο για κινητήρας).
Επιπλέον, ένα εξωτερικό σύστημα μαγνήτη από πηνίο χαλκού εγκαταστάθηκε στον κινητήρα, το οποίο επέτρεψε τον περιορισμό του ρεύματος εκφόρτισης και τη διατήρηση μιας αποδεκτής απόδοσης του κινητήρα. Έτσι, σύμφωνα με τους προκαταρκτικούς υπολογισμούς, ο πόρος του κινητήρα μπορεί να είναι περίπου 1000 ώρες λειτουργίας.
Και τέλος, εγκαταστάθηκαν συμπαγείς και ελαφροί πυκνωτές.
Προοπτικές για τον ρωσικό κινητήρα
Τους επόμενους μήνες, οι μηχανικοί θα συνεχίσουν να βελτιώνουν τον κινητήρα για να βελτιώσουν την απόδοση και αυξήσει το απόθεμα πλαστικού και στο τέλος του έτους ο κινητήρας θα πρέπει να δοκιμάζεται σε δύο δορυφόρους στην πλατφόρμα ταυτόχρονα OrbitKraft-Pro. Επιπλέον, οι προγραμματιστές έχουν ήδη προκαταρκτικές συμφωνίες με την ιδιωτική διαστημική εταιρεία Sputniks.
Όλες οι δοκιμές θα πρέπει να έχουν ολοκληρωθεί μέχρι το καλοκαίρι του 2022 και μετά από αυτό θα είναι δυνατό να μιλήσουμε για τη σειριακή παραγωγή κινητήρων.
Ευχόμαστε καλή επιτυχία στους ειδικούς μας και ελπίζουμε ότι θα τα καταφέρουν και οι περισσότεροι νανο δορυφόροι θα δουλέψουν στους κινητήρες μας.
Λοιπόν, αν σας άρεσε το υλικό, βαθμολογήστε το και μην ξεχάσετε να εγγραφείτε στο κανάλι. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!