CubeSat tahrik teknolojileri hızla gelişiyor

CubeSat’lar giderek daha popüler hale geliyor ve şu ana kadar toplamda yaklaşık 2.400 fırlatıldı. Ancak küçük boyutları, itici güç de dahil olmak üzere temel uzay keşif teknolojileri için seçeneklerini sınırlandırıyor. Görev planlayıcıları, başka gezegenlere veya hatta asteroitlere seyahat etmelerini gerektiren görevler tasarladıklarında daha da kritik hale geliyorlar.

Abu Dabi’deki Khalifa Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden bir ekip yakın zamanda bir rapor yayınladı gözden geçirmek içinde Havacılık ve Uzay Günümüzde mevcut olan farklı CubeSat tahrik teknolojilerinden bazılarını inceleyelim; bunların avantaj ve dezavantajlarına bakalım.

Makale, itme sistemlerini dört kategoriye ayırıyor: Kimyasal, Kinetik, Elektriksel ve “İtici Gazsız.” Kimyasal sistemler, uydu fırlatırken çoğu insanın aklına gelen geleneksel roketlerdir; kimyasalları birlikte yakarlar ve itme gücü üretmek için yangının yarattığı gazı dışarı atarlar. Kinetik sistemler, iki kimyasalı birlikte tepkimeye sokmak yerine, kendilerini zıt yönde itmek için gaz moleküllerini dışarı iten soğuk gaz gibi şeyler kullanırlar.

Elektrikli sistemler kinetik sistemlere benzer ancak iticiyi dışarı atılmadan önce ısıtmak için Hall Etkisi iticisi gibi bir elektrik sistemi kullanır. Son olarak, iticisiz teknolojiler herhangi bir aktif bileşene sahip değildir ve bunun yerine hareket etmek için uzayın kendisinden gelen kuvvetleri pasif olarak kullanırlar. Bunun en yaygın örneği güneş yelkenleridir.

Kimyasal tahrikle başlayalım. Bu muhtemelen CubeSat’lar için en az yardımcı kurulumdur, çünkü küçük patlamaları idare etmek için gereken malzeme, destekleyici altyapıyı geleneksel bir CubeSat paketine sığmayacak kadar hantal ve ağır hale getirir. Bir CubeSat çerçevesine sığabilecek bazı minyatürleştirilmiş sistemler geliştirilmiş olsa da, kimyasal tahrik sistemleri muhtemelen yakın zamanda piyasaya sürülmeyecektir.

Kinetik sistemler CubeSat’lar için çok daha yaygındır ve makale bunları iki ana kategoriye ayırır: Soğuk Gaz ve Resistojet. Geçmişte, amonyaktan suya kadar her şeyi kinetik itici olarak kullanan sistemler hakkında rapor vermiştik, bunlar Soğuk Gaz kategorisine girer. Gaz salınmadan önce hafifçe ısıtılırsa, sistem bir Resistojet konfigürasyonu haline gelir. Isınma, kimyasal roketlerde kullanılan patlamaların seviyesine yakın olmasa da, iticinin nozulundan çıkan iticinin kuvvetini yine de artırır.

Elektrikli tahrik, birçok yönden Kinetik tahrike benzer, ancak deşarjdan önce iticilerini ısıtmak için elektrik enerjisi kullanır. Makale bu teknolojileri üç ana kategoriye ayırır: Elektrotermal deşarj, Elektrostatik ve Elektromanyetik. Elektrotermal deşarj sistemleri ark jetlerine benzer, ancak böyle bir sistem için gereken gücü sağlayabilecek bir CubeSat form faktörüne sığacak kadar küçük bir sistem henüz geliştirilmemiştir.

Elektrosprey sistemleri, itici olarak kullanılan yüklü parçacıkları hızlandırmak için ısıtma yerine elektrik kuvvetleri kullanır. Yüklü parçacıklar, itici sistem tarafından oluşturulan bir manyetik alan aracılığıyla hızlandırılır ve iticinin nozulundan yüksek hızda zorlanır. Elektromanyetik sistemler, daha sonra iyonize edilmiş malzemenin etrafında oluşan manyetik alan tarafından dışarı itilen iticiyi iyonize etmek için bir ark kullanarak benzer şekilde çalışır.

Genel olarak, elektrikli sistemler CubeSat’larda daha yaygın hale geliyor. Yine de, malzeme gereksinimleri genellikle yüksek hassasiyetli işleme ve basit kinetik sistemlerden daha zor geliştirilmelerini sağlayan diğer gelişmiş teknolojileri gerektirir.

Planetary Society’nin güneş yelkeni teknoloji göstericisinin başarılı testiyle itici olmayan sistemler daha yaygın hale geldi. Ancak, bağlar veya güneş sistemi etrafında yüzen manyetik alanlar aracılığıyla kendi kendine güç sağlayan manyetik yelken gibi diğer itici olmayan teknolojiler.

Aynı zamanda, bu sistemlerin çoğu kavramsal aşamada kalmaya devam ediyor; uzun vadeli görevler düşünen CubeSat tasarımcılarına potansiyel olarak sınırsız itme gücü sağlama yetenekleri. Ancak, yine malzeme geliştirme ve boyut kısıtlamaları ile sınırlılar, çünkü birçoğu için büyük yapılar gerekiyor ve bunları bir CubeSat’ın sınırlarına sığdırmak zor.

CubeSat dünyasında yaşanan tüm gelişmelerle birlikte, gelecekte şüphesiz daha fazla fikir ortaya atılacak. Fırlatma maliyetleri düştükçe, daha fazla endüstri ve sivil toplum örgütü platformun kendilerine nasıl yardımcı olabileceğiyle ilgilenecek. Ancak CubeSat’lar nerede kullanılırsa kullanılsın, oraya ulaşmak için itme sistemlerine güvenmeleri gerekecek.