- 27,266
- 46
- 8 Ноя 2022
Новая двигательная схема обещает маленьким аппаратам дальние полеты, быстрые маневры и больше научных задач за меньшие деньги.
Инженеры из MIT испытали двигательную систему, которая позволяет одному космическому аппарату одновременно пользоваться преимуществами двух совершенно разных типов тяги. Новый подход обещает сделать небольшие спутники заметно универсальнее и открыть путь к более дальним миссиям, включая полеты к Марсу и астероидам.
Главная проблема современных спутников заключается в компромиссе между скоростью и экономичностью. Химические двигатели дают мощный импульс и позволяют быстро менять орбиту или выполнять резкие маневры, но требуют значительных запасов топлива. Электрические двигатели расходуют топливо гораздо экономнее, однако развивают очень слабую тягу и подходят для длительных плавных перелетов.
Исследователи из MIT нашли способ объединить оба варианта в одной компактной системе. Решение основано на специальном топливе ASCENT, которое изначально создавали для химических двигателей как менее опасную замену токсичному гидразину. Во время испытаний выяснилось, что тот же состав отлично подходит и для электрических двигателей типа electrospray.
Такие двигатели напоминают миниатюрные ракетные установки размером с монету. Вместо сжигания топлива система использует электрическое поле, которое заряжает частицы специальной жидкости и выбрасывает их в космос в виде потока ионов. Получается очень слабая, но чрезвычайно экономичная тяга, способная месяцами разгонять небольшой аппарат.
Команда под руководством Амелии Бруно и Паулу Лозану решила проверить, сможет ли ASCENT работать сразу в двух ролях. Для экспериментов инженеры использовали небольшие резервуары размером примерно с кубик Lego и заправили каждый всего одним граммом топлива. Затем двигатели установили на тестовый CubeSat и разместили внутри вакуумной камеры, имитирующей условия космоса.
Во время испытаний исследователи подавали разное напряжение на двигатели и наблюдали, как аппарат начинает вращаться под действием реактивной тяги. Некоторые тесты продолжались до ста часов непрерывной работы. Измерения показали, что ASCENT обеспечивает электрическим двигателям эффективность, сопоставимую с традиционными ионными жидкостями, которые обычно используют в подобных системах.
Результат оказался особенно важным по одной причине. Теперь один топливный бак может обслуживать сразу две двигательные установки. Вместо отдельных резервуаров и сложной инфраструктуры спутник получает универсальную систему, способную быстро ускоряться при необходимости и экономно двигаться в течение длительного времени.
Следующим шагом станет космическая миссия Green Propulsion Dual Mode, которую MIT готовит совместно с NASA. Аппарат формата CubeSat получит химический двигатель и четыре электрических двигателя electrospray, работающих от единого бака с ASCENT. Если запуск пройдет успешно, проект станет первой демонстрацией подобной схемы в космосе.
Разработчики считают, что технология особенно пригодится для дальних экспедиций. Небольшой аппарат сможет медленно и экономно добираться до Марса или пояса астероидов на электрической тяге, а затем использовать химические двигатели для быстрых маневров возле интересных объектов. Такой подход позволит маленьким спутникам выполнять задачи, которые раньше требовали гораздо более крупных и дорогих космических аппаратов.
Новая система может оказаться полезной и ближе к Земле. Например, группировки малых спутников смогут быстрее занимать нужные позиции для наблюдения за ураганами, штормами и другими погодными явлениями. Инженеры получают возможность выбирать между скоростью и экономичностью прямо во время миссии, не жертвуя ни одним из вариантов.
Инженеры из MIT испытали двигательную систему, которая позволяет одному космическому аппарату одновременно пользоваться преимуществами двух совершенно разных типов тяги. Новый подход обещает сделать небольшие спутники заметно универсальнее и открыть путь к более дальним миссиям, включая полеты к Марсу и астероидам.
Главная проблема современных спутников заключается в компромиссе между скоростью и экономичностью. Химические двигатели дают мощный импульс и позволяют быстро менять орбиту или выполнять резкие маневры, но требуют значительных запасов топлива. Электрические двигатели расходуют топливо гораздо экономнее, однако развивают очень слабую тягу и подходят для длительных плавных перелетов.
Исследователи из MIT нашли способ объединить оба варианта в одной компактной системе. Решение основано на специальном топливе ASCENT, которое изначально создавали для химических двигателей как менее опасную замену токсичному гидразину. Во время испытаний выяснилось, что тот же состав отлично подходит и для электрических двигателей типа electrospray.
Такие двигатели напоминают миниатюрные ракетные установки размером с монету. Вместо сжигания топлива система использует электрическое поле, которое заряжает частицы специальной жидкости и выбрасывает их в космос в виде потока ионов. Получается очень слабая, но чрезвычайно экономичная тяга, способная месяцами разгонять небольшой аппарат.
Команда под руководством Амелии Бруно и Паулу Лозану решила проверить, сможет ли ASCENT работать сразу в двух ролях. Для экспериментов инженеры использовали небольшие резервуары размером примерно с кубик Lego и заправили каждый всего одним граммом топлива. Затем двигатели установили на тестовый CubeSat и разместили внутри вакуумной камеры, имитирующей условия космоса.
Во время испытаний исследователи подавали разное напряжение на двигатели и наблюдали, как аппарат начинает вращаться под действием реактивной тяги. Некоторые тесты продолжались до ста часов непрерывной работы. Измерения показали, что ASCENT обеспечивает электрическим двигателям эффективность, сопоставимую с традиционными ионными жидкостями, которые обычно используют в подобных системах.
Результат оказался особенно важным по одной причине. Теперь один топливный бак может обслуживать сразу две двигательные установки. Вместо отдельных резервуаров и сложной инфраструктуры спутник получает универсальную систему, способную быстро ускоряться при необходимости и экономно двигаться в течение длительного времени.
Следующим шагом станет космическая миссия Green Propulsion Dual Mode, которую MIT готовит совместно с NASA. Аппарат формата CubeSat получит химический двигатель и четыре электрических двигателя electrospray, работающих от единого бака с ASCENT. Если запуск пройдет успешно, проект станет первой демонстрацией подобной схемы в космосе.
Разработчики считают, что технология особенно пригодится для дальних экспедиций. Небольшой аппарат сможет медленно и экономно добираться до Марса или пояса астероидов на электрической тяге, а затем использовать химические двигатели для быстрых маневров возле интересных объектов. Такой подход позволит маленьким спутникам выполнять задачи, которые раньше требовали гораздо более крупных и дорогих космических аппаратов.
Новая система может оказаться полезной и ближе к Земле. Например, группировки малых спутников смогут быстрее занимать нужные позиции для наблюдения за ураганами, штормами и другими погодными явлениями. Инженеры получают возможность выбирать между скоростью и экономичностью прямо во время миссии, не жертвуя ни одним из вариантов.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
