Il motore al plasma sviluppato da scienziati russi per CubeSat è in fase di test finali
Un gruppo congiunto di scienziati MEPhI e rappresentanti di Sputniks ha annunciato di aver iniziato una fase attiva di test di un motore al plasma progettato per piccoli veicoli spaziali.
Quindi, secondo gli esperti, un tale dispositivo di propulsione consentirà ai nanosatelliti alla fine della loro "vita" ciclo "abbassa in modo indipendente la sua orbita e dirigili rapidamente negli strati densi dell'atmosfera e brucia" i loro.
Perché i nanosatelliti hanno bisogno di motori?
Al momento, i nanosatelliti prodotti secondo il formato CubeSat, i sistemi di propulsione semplicemente non sono forniti. Per questo motivo, non sono in grado di modificare autonomamente l'orbita. Si scopre che i nanosatelliti fuori servizio e esauriti rimarranno in orbita fino a dieci anni, aumentando così il rischio di collisioni con altri oggetti.
È piuttosto difficile selezionare una centrale elettrica che consenta i nanosatelliti, perché ci sono serie limitazioni di peso e dimensioni per tali installazioni. I requisiti di sicurezza inoltre non consentono l'uso di mezzi esplosivi, così come bombole di gas compresso, e si scopre che l'opzione più adatta è un motore al plasma.
Per riferimento. Un motore al plasma è un sottotipo speciale di un motore a razzo elettrico. In tale installazione, il gas viene diretto nella regione anulare di lavoro, mentre la parte esterna non è altro che l'anodo e l'interno, situato più vicino all'uscita, è il catodo.
In questo caso, quando viene applicata la tensione operativa agli elettrodi, si forma una scarica ionizzante e si forma un plasma. E il plasma già così ottenuto, per azione della forza di Lorentz, inizia a muoversi verso l'uscita dalla zona di lavoro, formando così la spinta necessaria.
In condizioni normali, è necessaria un'enorme quantità di energia per mantenere in funzione un propulsore al plasma. Ma gli ingegneri russi di MEPhI sono riusciti ad avviare un motore del genere da un piccolo banco di condensatori.
L'installazione creata dagli ingegneri è stata denominata VERA (Volume-Effective Rocket-propulsion Assembly) e pesa solo 400 grammi e le sue dimensioni sono 89 x 95 x 60 mm.
In questo caso, la plastica acetalica viene utilizzata come fluido di lavoro nell'installazione. La plastica bruciata viene convertita in plasma ed espulsa dall'ugello del motore, formando così la spinta necessaria.
Quindi, secondo calcoli preliminari, la spinta nominale VERA è di 20 micronewton. E in modalità postcombustore, in teoria, il motore è in grado di erogare fino a 50 micronewton.
Gli ingegneri hanno già iniziato a condurre i cosiddetti test di sparo del sistema di propulsione VERA, e se tutto va secondo piano, poi nel 2022 i motori saranno testati direttamente in orbita nell'ambito dei nanosatelliti del CubeSat 3U.
Secondo gli sviluppatori, l'uso di motori al plasma sui nanosatelliti consentirà loro di regolare in modo indipendente l'altezza dell'orbita, e al termine della loro operazione, deorbitali e, quindi, ridurre di tre volte il tempo prima della loro combustione negli strati superiori atmosfera.
Bene, vediamo come i motori al plasma russi "metteranno radici" sui nanosatelliti.
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