Trudno jest zmieścić wszystko na małym satelicie, zwłaszcza paliwo, ale nowy układ napędowy może to ułatwić.
Zamiast oddzielnego paliwa dla silników chemicznych i silników elektrycznych, badanie Massachusetts Institute of Technology (MIT) sugeruje, że pojedynczy materiał pędny może zasilać oba rodzaje systemów. A pomysł ten wkrótce przejdzie test w kosmosie, jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem.
„Jeśli można mieć napęd chemiczny i elektryczny w jednym małym pakiecie, jest to najlepsze z obu światów” – powiedziała na uniwersytecie Amelia Bruno, była studentka ze stopniem doktora na MIT, która kierowała nowym badaniem oświadczenie w poniedziałek (1 czerwca). „To otwiera drzwi dla małych satelity jeszcze więcej badań naukowych, więcej obserwacji i ciekawszych misji, a wszystko to na mniejszej i tańszej platformie”.
Badanie opiera się na badaniach paliw przeprowadzonych przez Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych i zostało częściowo sfinansowane przez NASA. Podwójny tryb zielonego napędu agencji kosmicznej Cubesat Statek kosmiczny wystartuje nie wcześniej niż w listopadzie, aby sprawdzić, czy przetestowany już na ziemi układ napędowy i monopropelent sprawdzają się również w kosmosie.
Misja do niska orbita okołoziemska Agencja stwierdziła, że będzie służyć jako cenne demo dla misji, które sięgają znacznie dalej od naszej planety – do miejsc takich jak Marsostateczny cel misji załogowych zgodnie z polityką NASA.
„NASA zamierza zapuścić się głębiej w przestrzeń kosmiczną, aby wspierać przyszłe cele agencji. Do głównych czynników napędzających te działania należą badania i rozwój nowych, zaawansowanych systemów i możliwości napędowych” – urzędnicy agencji napisał misji Cubesat, która w zeszłym roku miała wystartować w październiku 2025 r., – wynika z raportu SpaceNews.
Ekologiczny paliwo, którego używa misja, przetestowano w nowym badaniu MIT w USA Dziennik napędu i mocyopiera się na wcześniejszych badaniach Sił Powietrznych. Materiał pędny nazywany jest ASCENT, czyli zaawansowanym energetycznym, nietoksycznym paliwem statku kosmicznego. Paliwo jest reklamowane jako bardziej ekologiczne lub mniej toksyczne niż zwykła, wysokowydajna hydrazyna, która doskonale nadaje się do wykonywania dużych manewrów w przestrzeni kosmicznej, ale jest niebezpieczna w obsłudze. Był już wcześniej testowany w przestrzeni kosmicznej, podczas prac NASA Misja infuzyjna zielonego paliwa pędnego w latach 2019-20 (kiedy paliwo nosiło nazwę AF-M315E; od tego czasu przemianowanywedług Laboratorium Badawczego Sił Powietrznych, które je opracowało).
Co więcej, ASCENT — mimo że pierwotnie był przeznaczony do silników chemicznych, które szybko zużywają paliwo podczas ruchów kosmicznych na dużą skalę, takich jak wloty na orbitę — może nadawać się również do silników strumieniowych z elektrorozpylaniem. Silniki te zaprojektowano tak, aby umożliwiały dokonywanie mniejszych, długoterminowych korekt trajektorii statku kosmicznego. Maleńkie (wielkości miniatury do dziesięciocentówki) silniki strumieniowe wykorzystują pole elektryczne do przyspieszania cząstek ciekłego paliwa. Przyspieszenie wystrzeliwuje paliwo w przestrzeń w postaci sprayu (stąd nazwa).
Nowe badanie MIT wydaje się pokazywać, że jedno paliwo może zaspokoić różne potrzeby statków kosmicznych. Inżynierowie sprawdzili, jak dobrze działają naziemne silniki elektrorozpyłowe w programie ASCENT, korzystając z modelowego sześcianu satelitarnego ustawionego na stanowisku testowym, które magnetycznie zawieszało urządzenie w komorze próżniowej, symulując swobodnie unoszące się środowisko kosmiczne. Zespół wypróbował różne poziomy napięcia na silnikach odrzutowych i zbadał zdolność sprayu do manewrowania i obracania sześcianu.
„W porównaniu do naszych zwykłych paliw natryskiwanych metodą elektrorozpylania, ASCENT może zapewnić podobne osiągi pod względem ciągu” – powiedział Bruno. „Teraz, gdy wiemy, że nasze silniki odrzutowe współpracują z ASCENT, możemy zacząć myśleć o wszystkich sposobach, w jakie możemy je ulepszyć”.
Chociaż NASA skupia się na odległych miejscach, sondę ASCENT można również wykorzystać w misjach położonych bliżej domu. Na przykład małe satelity mogłyby wykorzystywać paliwo, aby oszczędzać paliwo Ziemia-misje obserwacyjne, zwłaszcza gdy mają za zadanie przygotować się na szybko zmieniające się zdarzenia pogodowe.
„Załóżmy, że nadchodzi burza i chciałbyś rozmieścić konstelację małych satelitów do obserwacji w jednym miejscu” – powiedział w tym samym oświadczeniu współautor badania Paulo Lozano, dyrektor laboratorium napędu kosmicznego MIT. „Można zdecydować się na wysłanie ich szybko lub powoli, w zależności od charakteru obserwacji. A jedynym sposobem, aby to zrobić, jest posiadanie dwóch systemów napędowych, co jest teraz możliwe”.
