Russisk ultraliten plasmamotor fra MEPhI skal testes i verdensrommet innen utgangen av året
Ingeniører fra MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute) utvikler aktivt en ultraliten plasmamotor spesielt designet for nanosatellitter. Hovedproblemet var ikke å lage en motor, men å få den til å fungere fullt ut fra et lite kondensatorbatteri.
Og det var russeren spesialister, og de har lykkes med å lage en ultraliten plasmamotor, som de vil teste i verdensrommet før slutten av strømmen årets.
Problemet med nanosatellitter og deres løsning
For øyeblikket kan vi observere en virkelig boom i de såkalte nanosatellittene - romfartøyer, hvis vekt ikke overstiger 10 kg. Så bare siden begynnelsen av 2021 har rundt 150 satellitter i CubeSat -format blitt lansert i bane - den mest populære typen ultrasmå satellitter.
Så de fleste av disse nano-enhetene brukes til å undersøke jorden, og hovedproblemet er enheter ligger i det faktum at de blir skutt ut i bane av corny kaster dusinvis av dem ut av raketten i en plassering.
For arbeid av høy kvalitet må de fordeles jevnt over bane, noe som betyr at du må endre hastigheten i bane. For tiden brukes nedtrekkspaneler for å endre hastigheten og rotere dem vinkelrett på bevegelsen av satellitten for maksimal retardasjon, eller parallelt for en liten retardasjon.
Metoden har en, men en veldig betydelig ulempe. På grunn av retardasjon mister satellitter ofte høyde og går uunngåelig ut av bane og brenner opp i de tette lagene i atmosfæren.
Og derfor er det nødvendig å stadig skyte opp alle nye satellitter for å erstatte de utbrente.
Den eneste veien ut av denne situasjonen er å installere en miniatyrmotor på satellitten. Men alle de eksisterende motorene er designet for å fungere på store romfartøyer, og de bruker for mye energi, og panelene på mikrosatellitter klarer ikke å gi dem strøm prinsipp. Og flytende motorer er forbudt av sikkerhetshensyn.
Det er derfor forskere har slitt med å lage miniatyrmotorer så lenge og noen ganger uten nytte.
Russiske ingeniører har funnet en løsning
Russiske eksperter foreslo å bruke polyacetalplast, ikke eksplosive forbindelser, som drivstoff i en plasmamotor. gradvis brenner ut, blir det omdannet til plasma, og deretter kastet ut fra motoren, og skaper dermed den nødvendige skyvekraften, som beveger minisatellitten.
For å være ærlig bør det sies at ideen om å bruke plast ikke er ny og ble foreslått av Sovjet spesialister og testet i 1964 på Zond-2 interplanetariske stasjon, som ble sendt til Mars av Sovjetunionen Union.
I den sovjetiske versjonen ble ikke polyacetal brukt til motorene, men vanlig fluoroplast. Hovedtrekk ved dette materialet var dets høye tetthet, men det var også en alvorlig ulempe.
Så for bruk av fluoroplast i form av drivstoff, er det nødvendig med en stor utladningsstrøm. Hvis strømmen ikke er nok, dannes det en karbonfilm på plastoverflaten, som har utmerket strømledningsevne, noe som betyr at den kan provosere en kortslutning, og motoren vil rett og slett komme ut bygning.
Sovjetiske ingeniører løste problemet ved å installere store og kraftige pulskondensatorer, men de kan aldri brukes på mikrosatellitter.
Ideen til MEPhI -ingeniørene var å lage en motor med dimensjoner på 83x83x50 mm, og for å løse problemet med filmdannelse begynte de å lete etter en annen type plast. Og under søket ble det funnet en polyacetal, som har en kjede (-C-O-C-O-C-), som ikke tillater dannelse av karbonfilm (det dannes en viss mengde olje eller olje som ikke leder elektrisk strøm, og derfor ikke er farlig for motor).
I tillegg ble det installert et eksternt magnetsystem laget av kobberspiral på motoren, noe som gjorde det mulig å begrense utladningsstrømmen og opprettholde en akseptabel effektivitet for motoren. Så, ifølge foreløpige beregninger, kan motorressursen være omtrent 1000 driftstimer.
Og til slutt ble kompakte og lette kondensatorer installert.
Utsikter for den russiske motoren
I løpet av de kommende månedene vil ingeniører fortsette å finjustere motoren for å forbedre effektiviteten og øke beholdningen av plast, og på slutten av året bør motoren testes på to satellitter på plattformen samtidig OrbitKraft-Pro. I tillegg har utviklerne allerede foreløpige avtaler med det private romselskapet Sputniks.
Alle tester bør være fullført sommeren 2022, og etter det vil det være mulig å snakke om serieproduksjon av motorer.
Vi ønsker våre spesialister lykke til og håper at de vil lykkes, og de fleste nanosatellitter vil fungere på motorene våre.
Vel, hvis du likte materialet, så vurder det og ikke glem å abonnere på kanalen. Takk for din oppmerksomhet!