Il motore al plasma ultra-piccolo russo di MEPhI sarà testato nello spazio entro la fine dell'anno
Gli ingegneri del MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute) stanno attivamente sviluppando un motore al plasma ultra-piccolo appositamente progettato per i nanosatelliti. Il problema principale non era creare un motore, ma farlo funzionare completamente da una piccola batteria di condensatori.
Ed era il russo specialisti e hanno creato con successo un motore al plasma ultra-piccolo, che vogliono testare nello spazio prima della fine dell'attuale dell'anno.
Il problema dei nanosatelliti e la loro soluzione
Al momento, possiamo osservare un vero boom nei cosiddetti nanosatelliti - veicoli spaziali, il cui peso non supera i 10 kg. Quindi solo dall'inizio del 2021 sono stati lanciati in orbita circa 150 satelliti del formato CubeSat, il tipo più popolare di satelliti ultra-piccoli.
Quindi la maggior parte di questi nano-dispositivi viene utilizzata per sondare la Terra e il problema principale è dispositivi sta nel fatto che vengono lanciati in orbita lanciandone dozzine fuori dal razzo in uno Posizione.
Per un lavoro di alta qualità, devono essere distribuiti uniformemente sull'orbita, il che significa che è necessario modificare la loro velocità in orbita. Attualmente vengono utilizzati pannelli a tendina per modificare la velocità e ruotarli perpendicolarmente al movimento del satellite per la massima decelerazione, o in parallelo per una leggera decelerazione.
Il metodo ne ha uno, ma uno svantaggio molto significativo. A causa della decelerazione, i satelliti spesso perdono quota e inevitabilmente escono dall'orbita e si bruciano negli strati densi dell'atmosfera.
E quindi, è necessario lanciare costantemente tutti i nuovi satelliti per sostituire quelli bruciati.
L'unico modo per uscire da questa situazione è installare un motore in miniatura sul satellite. Ma tutti i motori esistenti sono progettati per funzionare su veicoli spaziali di grandi dimensioni e consumano troppa energia e i pannelli sui microsatelliti non sono in grado di fornire loro elettricità in principio. E i motori a liquido sono vietati per motivi di sicurezza.
Ecco perché gli scienziati hanno lottato per creare motori in miniatura per così tanto tempo e talvolta senza alcun risultato.
Gli ingegneri russi hanno trovato una soluzione
Gli esperti russi hanno suggerito di utilizzare plastica poliacetalica, non composti esplosivi, come carburante in un motore al plasma. bruciandosi gradualmente, viene convertito in plasma, e quindi espulso dal motore, creando così la spinta necessaria, che muove il mini-satellite.
In tutta onestà, va detto che l'idea di utilizzare la plastica non è nuova ed è stata proposta da Soviet specialisti e testato nel 1964 presso la stazione interplanetaria Zond-2, che è stata inviata su Marte da Soviet Unione.
Nella versione sovietica, per i motori non veniva utilizzato poliacetale, ma normale fluoroplastico. La caratteristica principale di questo materiale era la sua alta densità, ma c'era anche un grave inconveniente.
Quindi per l'uso della fluoroplastica sotto forma di carburante è necessaria una grande corrente di scarica. Se la corrente non è sufficiente, sulla superficie di plastica si forma una pellicola di carbonio, che ha eccellente conduttività di corrente, il che significa che può provocare un cortocircuito e il motore semplicemente uscirà costruzione.
Gli ingegneri sovietici hanno risolto il problema installando condensatori a impulsi grandi e potenti, ma non possono mai essere utilizzati sui microsatelliti.
L'idea degli ingegneri MEPhI era quella di creare un motore con dimensioni di 83x83x50 mm e, per risolvere il problema della formazione del film, iniziarono a cercare un altro tipo di plastica. E durante la ricerca è stato trovato un poliacetale, che ha una catena (-C-O-C-O-C-), che non consente la formazione di film di carbonio (si forma una certa quantità di olio o olio, che non conduce corrente elettrica, e quindi non è pericoloso per motore).
Inoltre, sul motore è stato installato un sistema di magneti esterni in bobina di rame, che ha permesso di limitare la corrente di scarica e mantenere un'efficienza accettabile del motore. Quindi, secondo calcoli preliminari, la risorsa del motore può essere di circa 1000 ore di funzionamento.
E infine, sono stati installati condensatori compatti e leggeri.
Prospettive per il motore russo
Nei prossimi mesi, gli ingegneri continueranno a modificare il motore per migliorare l'efficienza e aumentando lo stock di plastica, e alla fine dell'anno il motore dovrebbe essere testato su due satelliti sulla piattaforma contemporaneamente OrbitKraft-Pro. Inoltre, gli sviluppatori hanno già accordi preliminari con la società spaziale privata Sputniks.
Tutti i test dovrebbero essere completati entro l'estate del 2022, dopodiché si potrà parlare della produzione in serie dei motori.
Auguriamo buona fortuna ai nostri specialisti e speriamo che riescano, e la maggior parte dei nanosatelliti funzionerà sui nostri motori.
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