Rosyjski ultramały silnik plazmowy MEPhI zostanie przetestowany w kosmosie do końca roku

Inżynierowie z MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute) aktywnie pracują nad ultramałym silnikiem plazmowym specjalnie zaprojektowanym dla nanosatelitów. Głównym problemem nie było stworzenie silnika, ale sprawienie, aby w pełni działał z małej baterii kondensatorów.

I to był Rosjanin specjalistów i z powodzeniem stworzyli ultramały silnik plazmowy, który chcą przetestować w kosmosie przed końcem obecnego roku.

MEPHI

Problem nanosatelitów i ich rozwiązania

W tej chwili możemy zaobserwować prawdziwy boom na tzw. nanosatelity – statki kosmiczne, których waga nie przekracza 10 kg. Tak więc dopiero od początku 2021 r. na orbitę wystrzelono około 150 satelitów formatu CubeSat – najpopularniejszego typu ultramałych satelitów.

Tak więc większość tych nanourządzeń służy do sondowania Ziemi, a głównym problemem jest: urządzenia polegają na tym, że są wystrzeliwane na orbitę przez banalne wyrzucanie ich dziesiątek z rakiety w jednym Lokalizacja.

Aby praca była wysokiej jakości, muszą być równomiernie rozmieszczone na orbicie, co oznacza, że ​​musisz zmienić ich prędkość na orbicie. Obecnie rozwijane panele służą do zmiany prędkości i obracania ich prostopadle do ruchu satelity, aby uzyskać maksymalne spowolnienie, lub równolegle, aby uzyskać niewielkie spowolnienie.

Metoda ma jedną, ale bardzo istotną wadę. Z powodu spowolnienia satelity często tracą wysokość i nieuchronnie opuszczają orbitę i spalają się w gęstych warstwach atmosfery.

Dlatego konieczne jest ciągłe uruchamianie wszystkich nowych satelitów w celu zastąpienia wypalonych.

Jedynym wyjściem z tej sytuacji jest zainstalowanie na satelicie miniaturowego silnika. Ale wszystkie istniejące silniki są zaprojektowane do pracy na dużych statkach kosmicznych i zużywają za dużo energii, a panele na mikrosatelitach nie są w stanie zapewnić im prądu w zasada. A silniki płynne są zabronione ze względów bezpieczeństwa.

Dlatego naukowcy od tak dawna starają się stworzyć miniaturowe silniki, a czasem bezskutecznie.

Rosyjscy inżynierowie znaleźli rozwiązanie

Rosyjscy eksperci zasugerowali użycie plastiku poliacetalowego, a nie związków wybuchowych, jako paliwa w silniku plazmowym. stopniowo wypalając się, zamieniany jest w plazmę, a następnie wyrzucany z silnika, tworząc w ten sposób niezbędny ciąg, którym porusza się minisatelita.

W uczciwy sposób należy powiedzieć, że pomysł wykorzystania plastiku nie jest nowy i został zaproponowany przez Sowietów specjalistów i przetestowany w 1964 r. na międzyplanetarnej stacji Zond-2, która została wysłana na Marsa przez Sowietów Unia.

W wersji radzieckiej do silników nie stosowano poliacetalu, ale zwykły fluoroplast. Główną cechą tego materiału była duża gęstość, ale była też poważna wada.

Tak więc do stosowania fluoroplastiku w postaci paliwa potrzebny jest duży prąd rozładowania. Jeśli prąd nie jest wystarczający, na powierzchni plastiku tworzy się film węglowy, który ma doskonała przewodność prądowa, co oznacza, że ​​może wywołać zwarcie, a silnik po prostu się wyłączy budynek.

Radzieccy inżynierowie rozwiązali problem, instalując duże i wydajne kondensatory impulsowe, ale nigdy nie można ich używać na mikrosatelitach.

Ideą inżynierów MEPhI było stworzenie silnika o wymiarach 83x83x50 mm, a żeby rozwiązać problem formowania się folii, zaczęli szukać innego rodzaju tworzywa. A podczas poszukiwań znaleziono poliacetal, który ma łańcuch (-C-O-C-O-C-), który nie pozwala na tworzenie film węglowy (tworzy się pewna ilość oleju lub oleju, który nie przewodzi prądu elektrycznego, a zatem nie jest niebezpieczny dla silnik).

Dodatkowo na silniku zainstalowano układ magnesów zewnętrznych wykonanych z miedzianej cewki, co pozwoliło na ograniczenie prądu rozładowania i utrzymanie akceptowalnej sprawności silnika. Tak więc, według wstępnych obliczeń, zasób silnika może wynosić około 1000 godzin pracy.

I wreszcie zainstalowano kompaktowe i lekkie kondensatory.

Perspektywy rosyjskiego silnika

W nadchodzących miesiącach inżynierowie będą nadal udoskonalać silnik, aby poprawić wydajność i zwiększyć zapas plastiku, a pod koniec roku silnik powinien zostać przetestowany na dwóch satelitach jednocześnie na platformie OrbitKraft-Pro. Ponadto deweloperzy mają już wstępne umowy z prywatną firmą kosmiczną Sputniks.

Wszystkie testy powinny zakończyć się do lata 2022 roku, po czym będzie można mówić o seryjnej produkcji silników.

Życzymy powodzenia naszym specjalistom i mamy nadzieję, że im się uda, a większość nanosatelitów będzie działać na naszych silnikach.

Cóż, jeśli podobał Ci się materiał, oceń go i nie zapomnij zasubskrybować kanału. Dziękuję za uwagę!