Moskova Havacılık Enstitüsü (MAI) mühendisleri, küçük uzay araçları – küpler için bir motor geliştirdiler. Özelliklerine göre, motorun yerli ve yabancı gelişmeler arasında hiçbir benzerliği yoktur. Toplam itme darbesi (belirli bir hıza ulaşmak için ne kadar yakıt kullanılması gerektiği), bu tip diğer motor cihazlarının performansını düzinelerce kat aşıyor. Bu değer ne kadar büyük olursa, motorun verimi o kadar yüksek olur.
Şimdi, motorlar neredeyse küp uydulara kurulmuyor – cihazlar bunun için çok küçük ve enerji kaynakları oldukça düşük güçte. Bu nedenle, taşıyıcılar üzerinde yörüngeye oturtulurlar ve onları “serbest yüzmeye” bırakırlar. Bununla birlikte, motorun varlığı, bu uyduların kapsamını ve yörüngedeki sürelerini önemli ölçüde genişletecektir.
“Alçak Dünya yörüngelerinde artık bir atmosferin varlığı nedeniyle, uzay araçları yavaş yavaş irtifa kaybeder. Motor bunu telafi etmenizi sağlar. Küçük uzay aracının aktif varlık süresini birkaç aydan birkaç yıla çıkaracaktır. Ayrıca yörüngenin yüksekliğini küçük bir aralıkta değiştirmeyi ve takımyıldızdaki aparatın konumunu kontrol etmeyi mümkün kılacaktır.– Uygulamalı Mekanik ve Elektrodinamik Araştırma Enstitüsü (NII PME) mühendisi MAI Svyatoslav Gordeev dedi.
Geliştiricilerin temel aldığı ablatif darbeli plazma iticileri (APPD), küçük uzay araçlarına uygun nispeten basit bir tasarıma sahiptir, ancak itme gücü yoktur. MAI mühendisleri bu sorunu çözdü. Genellikle AIPD, biri diğerine yerleştirilmiş iki “tüpten” oluşur. Bu bir katot ve anottur, aralarında katı bir çalışma sıvısı, floroplast adı verilen bir madde bulunur. Katot ve anot arasındaki cihaza voltaj uygulandığında, katı çalışma maddesinin yüzeyinin ince bir katmanını motordan yüksek hızda uçan ve itme yaratan plazmaya dönüştüren bir kıvılcım deşarjı meydana gelir.
Sorun, böyle bir tasarımda, motorun toplam itme darbesinin bağlı olduğu plazma çıkış hızının, katı çalışma maddesinin rezervleri gibi ciddi şekilde sınırlı olmasıdır. MAI’de, elektrotların birbirine zıt yerleştirilmiş plakalar şeklinde yapıldığı ve elektrotlar arasındaki yanlardan katı bir madde – floroplastik – beslendiği farklı bir motor tasarımı kullanıldı. Bu tür tasarım özellikleri, katı bir çalışma maddesi sağlamak için bir sistem oluşturmayı ve böylece toplam itme darbesini düzinelerce kez artırmayı mümkün kıldı.
“Motorumuzun toplam itme darbesi, iyi bilinen yabancı analoglardan biri için 3.4 Ns’ye karşı 300 Ns’dir. Motorumuz hacim olarak biraz daha büyüktür, ancak aynı zamanda daha fazla güce sahiptir. Ama bizim geliştirdiğimiz motorla yabancı motoru aynı kütleye getirsek bile toplam momentumumuzun hala çok daha yüksek olduğu ortaya çıkıyor.“, – dedi Svyatoslav Gordeev.
Uzmanlar, mühendislerin gelişimini takdir ettiler ve onlara projenin uygulanmasında başarılar dilediler.
“Bence bu, her şeyden önce küplerin hizmet ömrünü artırmaya yardımcı olacak çok umut verici bir motor. Bu uyduların ana dezavantajları, küçük bir yakıt kaynağı ve geliştirmenin yazarları sorunu doğru bir şekilde tanımladığından, düşük itme gücüdür. Cubesats, iyonik cihazlardan soğuk gaz cihazlarına kadar çeşitli motor tiplerine sahiptir.”, diyor Rus Uzay Sistemleri Şirketi’nde Lider Araştırma Mühendisi Maria Barkova.
Geçen yıl Amerika Birleşik Devletleri’nde 139 Ns itiş gücüne sahip bir motor test edildi, bu nedenle MAI mühendisleri tarafından sunulan motor, yabancı modelden iki kat daha üstün olduğunu da sözlerine ekledi.
NTI Aeronet çalışma grubunun uzmanı Sputniks Genel Müdürü Vladislav Ivanenko, motorlarla donatılmış nano uyduların yörüngedeki konumlarını bağımsız olarak koruyabileceklerini, uzay araçlarının yardımlarıyla uzay aracının gerekli pozisyonları uzun süre alabileceklerini ve daha sonra etkili bir şekilde koruyabileceklerini kaydetti. .
“Yeni plazma motorunun çözmeye yardımcı olacağı bir diğer önemli sorun ise uzay enkazı sorunudur. Tipik olarak, nano uydular, hizmetlerini tamamladıktan sonra, üst atmosferdeki yavaşlama Dünya’ya yakın alanı temizlemeden önce on yıldan fazla yörüngede kalabilir. Motorla donatılmış nano uydular, yaşamlarının sonunda bağımsız olarak yörünge yüksekliklerini düşürebilir, böylece üst atmosferde yanma süresini iki veya üç kat azaltabilir.”, — Vladislav Ivanenko’yu ekledi.
Uzmanlar, motor bileşenlerinin bir laboratuvar modelini zaten üretti ve başarıyla test etti. Şimdi boyut kısıtlamalarını dikkate alarak tüm tahrik sisteminin tasarımı üzerinde çalışıyorlar. Sevk sisteminin testlerinin 2023 yılında yapılması planlanıyor.