Dimetānnaftalīna lieluma dzinēji varētu dzīt satelītus, kosmosa kuģus

Accion Systems elektriskās izsmidzināšanas dzinēju mikroshēmas (attēlotas zeltā), kas izvietotas nosacītā satelītā. (Attēla kredīts: Accion Systems)

KAMBRIDŽE, Masa-Jaunu dzinēju ar dimetānnaftalīna lieluma dzinējiem varētu izmantot, lai virzītu daudzus kosmosa kuģus, sākot no maziem satelītiem līdz apkalpes kuģiem, kas paredzēti starpplanētu izpētei.

Jaunais dzinējs ar nosaukumu TILE, kas apzīmē Tiled Ionic Liquid Electrospray, varētu kalpot kā efektīvs un viegls veids, kā orbītā saglabāt mazu satelītu zvaigznājus. Kosmosa lidojumu uzņēmumi, tostarp OneWeb, Boeing un SpaceX, vēlas palaist simtiem tūkstošu šo mazo satelītu, lai nodrošinātu platjoslas internetu ikvienam visā pasaulē. Un, tā kā var savienot vairākas TILE, lai iegūtu lielāku jaudu, dzinējam ir potenciāls dzīt astronautus uz Marsu , norāda uzņēmums Accion Systems, kas izstrādāja TILE.

'Mūsu tehnoloģija sākas ar nanometru skalu, un tad mēs varam to izmērīt un palielināt, lai apkalpotu satelītus,' sacīja Accion Systems izpilddirektore Natālija Beilija. Beilija aprakstīja vilces dzinēju auditorijai šeit, Jaunā kosmosa laikmeta konferencē Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (MIT) Sloanas vadības skolā 11. martā. [ Īpaši ātras kosmosa kuģu vilces koncepcijas (attēli) ]

Beilijs izstrādāja dzinējspēka sistēmu kopā ar Accion līdzdibinātāju Luisu Pernu, kamēr viņi bija doktora grāds. MIT studenti.

TILE dzinējs izmanto metodi, ko sauc par jonu šķidruma elektropreču dzinēju. Sistēma balstās uz gadu desmitiem senu satelītu virzīšanas tehnoloģiju elektriskā piedziņa , kas izmanto elektromagnētiskos laukus, lai izšautu uzlādētus atomus vai jonus no satelīta aizmugures, lai virzītu to uz priekšu.

Bet šiem dzinējiem, kas pazīstami kā Halles efekta dzinēji, ir daži būtiski trūkumi. Pirmkārt, viņi izmanto saspiestas gāzes propelenti, kas jāuzglabā lielos, zem spiediena esošos konteineros. Zāles dzinējiem ir nepieciešama arī elektroenerģija pāris dažādās vietās, vispirms, lai uzlādētu daļiņas, lai radītu jonizētu gāzi, un pēc tam, lai paātrinātu šo plazmu, lai virzītu satelītu. Visas šīs lietas dzinējiem piešķir masu un svaru, kas padara tos pārāk lielus, lai kalpotu kā dzinēji maziem satelītiem, sacīja Beilija. Pateicoties plazmas fizikas likumiem, dzinējus vienkārši nav iespējams samazināt.

'Būtībā jūs galu galā saskaraties ar patiešām karstu elektronu problēmām un izkausējat ierīci,' viņa teica.

Accion Systems TILE dzinēja shēma.(Attēla kredīts: Accion Systems)

Turpretī TILE jonu šķidro elektropreču dzinējspēka sistēmai ir vairāk kopīga ar datora mikroshēmu nekā milzīgs, pēc pasūtījuma izgatavots dzinējs, sacīja Beilija. Faktiski Accion sauc dimetānnaftalīna lieluma dzinējspēku par “dzinēja mikroshēmu”. Tas ir izgatavots no simtiem izstarotāju, kas rada jonu starus, kas radušies no netoksiska un sprādzienbīstama propelenta, kas ir sāls šķīdums.

TILE moduļa uz āru vērstā virsma veido 36 dzinēju mikroshēmu masīvs, kas ir aptuveni 4 x 4 collas x 5 collas (10 x 10 x 12,5 cm)-aptuveni greipfrūta izmērs. Zem moduļa augšējā slāņa ir citi komponenti, kas sakrauti noteiktā secībā, tostarp propelents uz sāls bāzes, kas tiek uzglabāts sīkās tvertnēs, un sistēmas jaudas elektronika, kas izplūst no satelītu saules paneļiem un baterijām. Kad strāvas padeve ir ieslēgta, akumulators rada elektrisko lauku, kas no sāļās degvielas uzvelk jonus un velk tos caur tvertnēm uz dzenskrūvēm, kas tos pilina starā un izstumj dzinējam.

Mikroskopisko dzinēju ilustrācija Accion Systems dzinēja mikroshēmā.(Attēla kredīts: Accion Systems)

Viens līdz četri TILE varētu virzīt nelielu satelītu, kas sver no 100 līdz 440 mārciņām. (No 50 līdz 200 kilogramiem), sacīja Beilija. Viņa piebilda, ka vairāk moduļu sakārtošana lielākā masīvā varētu novirzīt lielākus satelītus bez papildu masas.

Beilija un Perna 2014. gadā nodibināja Accion Systems, lai komercializētu tehnoloģiju Til. 2015. gadā uzņēmums no ASV Aizsardzības departamenta (DOD) saņēma līgumu par 3 miljoniem ASV dolāru, lai izstrādātu savu tehnoloģiju. Šovasar uzņēmums pārbaudīs TILE, lai noskaidrotu, cik labi tas var izturēt galējās temperatūras, kosmosa vakuumu un palaišanas triecienu un vibrāciju.

Pēc šo testu nokārtošanas Accion plāno integrēt TILE ar klientu satelītu, sacīja Beilija.

'Mēs noteikti dosimies kosmosā,' viņa piebilda.

Vēl 10 līdz 15 gadu laikā Accion Systems cer, ka tehnoloģija tiks pilnveidota, lai veiktu tālo ceļu uz Marsu. Saskaņā ar uzņēmuma aplēsēm, ja apkalpes loceklis paļautos uz parastajiem dzinējiem, braucienam būtu nepieciešams tik daudz degvielas, ka kuģim būtu jāatbalsta 4000 Halles dzinēji. Degvielas tvertnes vien būtu vienādas ar Starptautiskās kosmosa stacijas izmēriem. Bet, ja brauciens tiktu veikts, izmantojot Accion TILE piedziņu, dzinējs un degvielas sistēma aizņemtu kurpju kastes telpu, sacīja Beilija.

Jūs varat sekot Treisijai Stīderei viņas vietnē tracystaedter.com un @tracy_staedter. Seko mums @Spacedotcom , Facebook un Google+ . Oriģināls raksts par guesswhozoo.com .