Ο κινητήρας πλάσματος που αναπτύχθηκε από Ρώσους επιστήμονες για το CubeSat υποβάλλεται σε τελικές δοκιμές
Μια κοινή ομάδα επιστημόνων του MEPhI και εκπροσώπων των Sputniks ανακοίνωσε ότι είχαν ξεκινήσει μια ενεργό φάση δοκιμών ενός κινητήρα πλάσματος σχεδιασμένου για μικρά διαστημόπλοια.
Έτσι, σύμφωνα με τους ειδικούς, μια τέτοια συσκευή πρόωσης θα δώσει τη δυνατότητα στους νανοδορυφόρους στο τέλος της «ζωής» τους κύκλος «χαμηλώνει ανεξάρτητα την τροχιά του και τα κατευθύνει γρήγορα στα πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας και καίγονται δικα τους.
Γιατί οι νανοδορυφόροι χρειάζονται καθόλου κινητήρες;
Αυτή τη στιγμή, οι νανοδορυφόροι παράγονται σύμφωνα με τη μορφή CubeSat, απλά δεν παρέχονται συστήματα πρόωσης. Για το λόγο αυτό, δεν μπορούν να αλλάξουν ανεξάρτητα την τροχιά. Αποδεικνύεται ότι οι εκτός λειτουργίας και οι χρησιμοποιημένοι νανοδορυφόροι θα βρίσκονται σε τροχιά έως και δέκα χρόνια, αυξάνοντας έτσι τον κίνδυνο σύγκρουσης με άλλα αντικείμενα.
Είναι μάλλον δύσκολο να επιλέξετε μια μονάδα παραγωγής ενέργειας που να επιτρέπει νανοδορυφόρους, επειδή υπάρχουν σοβαροί περιορισμοί στο βάρος και τις διαστάσεις για τέτοιες εγκαταστάσεις. Οι απαιτήσεις ασφαλείας επίσης δεν επιτρέπουν τη χρήση εκρηκτικών μέσων, καθώς και κυλίνδρων συμπιεσμένου αερίου, και αποδεικνύεται ότι η καταλληλότερη επιλογή είναι ένας κινητήρας πλάσματος.
Για αναφορά. Ένας κινητήρας πλάσματος είναι ένας ειδικός υποτύπος ενός ηλεκτρικού πυραυλοκινητήρα. Σε μια τέτοια εγκατάσταση, το αέριο κατευθύνεται στη δακτυλιοειδή περιοχή εργασίας, ενώ το εξωτερικό μέρος δεν είναι τίποτα άλλο από την άνοδο και το εσωτερικό, που βρίσκεται πιο κοντά στην έξοδο, είναι η κάθοδος.
Σε αυτή την περίπτωση, όταν η τάση λειτουργίας εφαρμόζεται στα ηλεκτρόδια, σχηματίζεται μια ιονίζουσα εκκένωση και σχηματίζεται ένα πλάσμα. Και το πλάσμα που έχει ήδη ληφθεί με αυτόν τον τρόπο, λόγω της δράσης της δύναμης Lorentz, αρχίζει να κινείται προς την έξοδο από τη ζώνη εργασίας, σχηματίζοντας έτσι την απαραίτητη ώθηση.
Υπό κανονικές συνθήκες, απαιτείται τεράστια ποσότητα ενέργειας για να διατηρηθεί σε λειτουργία ένας προωθητής πλάσματος. Αλλά οι Ρώσοι μηχανικοί από το MEPhI κατάφεραν να ξεκινήσουν έναν τέτοιο κινητήρα από μια μικρή τράπεζα πυκνωτών.
Η εγκατάσταση που δημιούργησαν οι μηχανικοί ονομάστηκε VERA (Volume-Effective Rocket-propulsion Assembly) και ζυγίζει μόνο 400 γραμμάρια και οι διαστάσεις της είναι 89 x 95 x 60 mm.
Σε αυτή την περίπτωση, το πλαστικό πολυακετάλης χρησιμοποιείται ως ρευστό εργασίας στην εγκατάσταση. Το καμένο πλαστικό μετατρέπεται σε πλάσμα και εκτινάσσεται από το ακροφύσιο του κινητήρα, σχηματίζοντας έτσι την απαραίτητη ώθηση.
Έτσι, σύμφωνα με προκαταρκτικούς υπολογισμούς, η ονομαστική ώθηση VERA είναι 20 micronewton. Και στη λειτουργία μετακαύσης, θεωρητικά, ο κινητήρας είναι ικανός να αποδίδει έως και 50 micronewton.
Οι μηχανικοί έχουν ήδη αρχίσει να διεξάγουν τις λεγόμενες δοκιμές πυροδότησης του συστήματος πρόωσης VERA, και αν όλα πάνε σύμφωνα με σχέδιο, τότε το 2022 οι κινητήρες θα δοκιμαστούν απευθείας σε τροχιά ως μέρος των νανοδορυφόρων του CubeSat 3U.
Σύμφωνα με τους προγραμματιστές, η χρήση κινητήρων πλάσματος σε νανοδορυφόρους θα τους επιτρέψει να προσαρμόσουν ανεξάρτητα το ύψος της τροχιάς, και με την ολοκλήρωση της λειτουργίας τους, αποτροχιάστε τα και, έτσι, μειώστε κατά τρεις φορές τον χρόνο πριν από την καύση τους στα ανώτερα στρώματα ατμόσφαιρα.
Λοιπόν, ας δούμε πώς θα «ριζώσουν» οι ρωσικοί κινητήρες πλάσματος στους νανοδορυφόρους.
Λοιπόν, αν σας άρεσε το υλικό, τότε μην ξεχάσετε να το αξιολογήσετε, καθώς και να εγγραφείτε στο κανάλι. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!