Motor en miniatura para misiones interplanetarias Bashny.Net

Los elementos clave del nuevo motor construido en la tecnología de sistemas microelectromecánicos, y por lo tanto pueden ser producidos en masa y de bajo costo.
Unidad económica para pequeños satélites permitirá que se convierten en la estación interplanetaria capaz de vuelo autónomo a la Luna, asteroides o Marte. Debido a la baratura de estos dispositivos puede revolucionar la exploración espacial.





Los ingenieros de la Escuela Politécnica de Lausana (EPFL) construyeron un motor de iones prototipo, llamado MicroThrust. Está diseñado para el peso nave espacial de 1 a 100 kilogramos. Tales dispositivos se crean a menudo en las universidades e institutos, que generalmente se ejecuta tan barato una carga que pasa con los satélites más grandes. Al mismo tiempo que los niños están todavía en la órbita de la que dieron un refuerzo.
Pero imaginar lo que aumentará las posibilidades de los científicos, si los "exploradores" baratas podrían mismos dispersar el sistema solar, sin necesidad de grandes refuerzos o en asociación con las misiones interplanetarias insignia raros y caros.
La idea principal del proyecto: la liberación de pico y nano-satélites de los grilletes de la órbita terrestre (Figura EPFL)
. En el desarrollo de la unidad ultra compacta, además del Espacio EPFL como una organización líder Priman asistió a una serie de instituciones y empresas en el Reino Unido, los Países Bajos y Suecia. Los científicos y los ingenieros han creado varios modelos y modelos, y recientemente nacieron el primer modelo de trabajo de la MicroThrust motor.
Este motor pesa menos de 200 gramos, incluyendo la electrónica de control, e incluso de combustible (alrededor de 100 g). Se puede integrar fácilmente en las medidas de satélite sólo 10 x 10 x 10 centímetros, y es un CubeSat formato conocido y cada vez más popular.
El nuevo motor, los europeos también llamado "electrospray". Su principio es simple. La alta tensión aplicada entre el capilar y el electrodo, el líquido iónico hace una forma de cono, al final del cual campo de tira de los iones individuales. Overclocking electrodo adicional (no mostrado) puede aumentar significativamente la velocidad de las partículas (Figura EPFL).



El stock de fluido de trabajo en MicroThrust no es de gas y un líquido iónico. Este motor también se diferencia de sus predecesores. Los autores eligieron la estructura del dispositivo EMI-BF4, utilizado en un número de áreas de la tecnología como un electrolito.
Durante el funcionamiento del dispositivo, este líquido debido a las fuerzas capilares fluye dentro de la boquilla de silicio microscópico. Durante miles de agujeros por centímetro cuadrado se encuentran en la superficie de los diminutos chips que componen el corazón del motor.
Al final de los iones de boquillas se extraen del líquido debido a un fuerte campo eléctrico. Para sus fichas generación equipado con electrodos rejillas. Estos voltaje se aplica a los cuatro mil voltios.
Conducir tendencias. La base del dispositivo son los microarrays con miles de boquillas, capilares (superior derecha). Cada uno de tales boquilla (parte inferior) se conecta directamente a un tanque de combustible que comprende un líquido iónico. A la derecha del capilar extractos visibles y electrodos de aceleración. Arriba a la izquierda muestra uno de los satélites, que se pueden aplicar en el nuevo motor de iones (ilustración EPFL).
Los iones salen de los chips con velocidades de hasta 10 km / s, la creación de un empuje de hasta 100 mikronyutonov (con impulso específico de unos 3.000 segundos). En este campo de polaridad cambia cada segundo, de modo que la formación del chorro en el nuevo diseño utiliza tanto los iones positivos y negativos.



Experimentado fichas para uno y diecinueve capilares bajo un microscopio. Dispositivos Ready son cuadrados con lados 1 cm (foto EPFL).
Aunque el trabajo de este motor requiere un alto voltaje, la energía consumida es más modesto. MicroThrust capaz de cumplir con las capacidades de un pequeño nano-satélite solar típica como consume menos de 4 vatios de potencia.
Aceleración, desarrollado por tales dispositivos es muy pequeña. Pero seis meses del dispositivo MicroThrust sólo 100 mililitros de combustible pueden mover un satélite de 10 pulgadas desde la órbita de la Tierra a la Luna, según los autores del proyecto. La tasa de un "investigador" como se incrementará gradualmente desde el inicial de 6, 7 y 11, a 7 km / s.



Parrilla de prueba con 19 boquillas se puso a prueba en una cámara de vacío (fotos EPFL).
Ahora los científicos europeos que participan en afinar el diseño del motor. Según ellos, la depuración y pruebas irán para otro año. Y ya se sabe misión piloto, que será utilizado por la nueva unidad.
En primer lugar, estamos hablando de carroñeros orbitales CleanSpace Uno, se establecerá en la EPFL. Y en segundo lugar, el dispositivo debe estar instalado satélites MicroThrust proyecto holandés Olfar. Este último se prevé el despliegue de la distancia de la Tierra de un enjambre de nano-satélites. Juntos, forman un telescopio de radio de baja frecuencia con una apertura de decenas de kilómetros.

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Suiza indican que el lanzamiento del dispositivo CleanSpace Uno podría tener lugar en tres años a cuatro, y el proyecto debe ser implementado Olfar durante una década.


TODO. Gracias por su atención.

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