Официальный сайт журнала "Экология и Жизнь"
You need to upgrade your Flash Player or to allow javascript to enable Website menu.
Get Flash Player  
Всё об экологии ищите здесь:
  Сайт функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям  
Сервисы:
Каналы:
Каналы:
Блоги:
Дайджесты,
Доклады:

ЭКО-ВИДЕО



Реклама


Translate this page
into English

Translate.Ru PROMT©


Система Orphus


Главная Информация / Info Инновации / New! Европейцы создали миниатюрный двигатель для межпланетных миссий

Европейцы создали миниатюрный двигатель для межпланетных миссий

Европейцы создали миниатюрный двигатель для межпланетных миссий

Экономичный привод для малых спутников позволит им превращаться в межпланетные станции, способные на самостоятельные рейсы к Луне, астероидам или Марсу. В силу дешевизны подобных аппаратов они могут революционизировать изучение космоса.

Инженеры из политехнической школы Лозанны (EPFL) построили прототип ионного двигателя под названием MicroThrust. Он предназначен для космических аппаратов весом от 1 до 100 килограммов. Такие аппараты, нередко создаваемые в университетах и институтах, обычно запускают как дешёвую попутную нагрузку вместе с более крупными спутниками. При этом малыши остаются на тех орбитах, на которые их доставила ракета-носитель.

Но представьте, как расширились бы возможности учёных, если бы недорогие «разведчики» могли самостоятельно разлетаться по Солнечной системе, не нуждаясь в крупных разгонных блоках или в объединении с редкими и дорогими флагманскими межпланетными миссиями.

 

Основная идея проекта: освобождение пико- и наноспутников от оков околоземной орбиты (иллюстрация EPFL).

В разработке сверхкомпактного космического привода помимо EPFL как ведущей организации примает участие целый ряд институтов и компаний Великобритании, Нидерландов и Швеции. Учёные и инженеры уже создали несколько макетов и моделей, а недавно на свет родился первый рабочий образец двигателя MicroThrust.

Этот двигатель весит менее 200 граммов, включая управляющую электронику и даже топливо (порядка 100 г). Он может быть легко интегрирован в спутник размером всего 10 х 10 х 10 сантиметров, а ведь это известный и набирающий популярность формат CubeSat.

 

Новый двигатель европейцы также называют «электроспреем». Его принцип прост. Высокое напряжение, прикладываемое между капилляром и электродом, заставляет ионную жидкость формировать конус, с конца которого поле вырывает отдельные ионы. Добавочный разгонный электрод (на рисунке не показан) может значительно увеличить скорость этих частиц (иллюстрация EPFL).

Запас рабочего тела в MicroThrust представляет собой не газ, а ионную жидкость. Этим двигатель тоже отличается от предшественников. Авторы устройства выбрали состав EMI-BF4, применяемый в ряде областей техники в роли электролита.

Во время работы устройства данная жидкость за счёт капиллярных сил поступает в микроскопические кремниевые сопла. Более тысячи таких отверстий на каждый квадратный сантиметр расположены на поверхности крошечных чипов, составляющих сердце двигателя.

На конце сопла ионы извлекаются из жидкости за счёт сильного электрического поля. Для его генерации чипы снабжены решётчатыми электродами. К ним прикладывается напряжение в четыре тысячи вольт.

 

Схема новинки. Основу устройства составляют микрочипы с тысячами сопел-капилляров (вверху справа). Каждое такое сопло (внизу) напрямую сообщается с топливным баком, содержащим ионную жидкость. Правее капилляра видны извлекающий и ускоряющий электроды. Вверху слева показан один из спутников, на котором может быть применён новый ионный двигатель (иллюстрация EPFL).

Ионы покидают чипы со скоростью до 10 км/с, создавая тягу до 100 микроньютонов (при удельном импульсе примерно в 3000 секунд). При этом полярность поля ежесекундно меняется, так что для формирования реактивной струи в новой конструкции используются и положительные, и отрицательные ионы.

 

Опытные чипы с одним и девятнадцатью капиллярами под микроскопом. Готовые устройства представляют собой квадратики со стороной 1 см (фотографии EPFL).

Хотя для работы этого двигателя необходимо высокое напряжение, расходуемая им энергия более чем скромна. MicroThrust способен уложиться в возможности небольших солнечных батарей типичного наноспутника, поскольку потребляет менее 4 ватт мощности.

Ускорение, развиваемое подобным аппаратом, очень невелико. Но за шесть месяцев работы устройства MicroThrust всего 100 миллилитров топлива смогут перенести 10-сантиметровый спутник с околоземной орбиты к Луне, утверждают авторы проекта. При этом скорость такого «исследователя» будет постепенно увеличена с начальных 6,7 до 11,7 км/с.

 

Пробная решётка с 19 соплами была протестирована в вакуумной камере (фотографии EPFL).

Сейчас европейские учёные занимаются доводкой конструкции двигателя. По их словам, на отладку и тесты уйдёт ещё год. И уже известны пилотные миссии, в которых будет использован новый привод.

Во-первых, речь идёт об орбитальном мусорщике CleanSpace One, создаваемом в EPFL. А во-вторых, устройство MicroThrust должно быть установлено на спутниках голландского проекта OLFAR. Последний предусматривает развёртывание вдали от Земли целого роя наноспутников. Сообща они сформируют низкочастотный радиотелескоп с апертурой в десятки километров.

Швейцарцы указывают, что запуск аппарата CleanSpace One может состояться года через три-четыре, а проект OLFAR должен быть реализован в течение десятилетия.

 

http://www.membrana.ru/

газракетаспутниксветтопливо 

02.04.2012, 2228 просмотров.


Нравится

ИННОВАЦИОННЫЙ КАНАЛ
28.08.2019 20:50:09

Эксперты ФАО призывают переходить на искусственное разведение рыбы

ФАО предлагает более широко использовать генетические ресурсов, в том числе улучшать существующие виды рыбы, которую разводят искусственно

искусственное, спрос, рыба

24.08.2019 10:42:00

Аналитика "птичьего рынка" Франции

Союз органического земледелия готовит визит делегации из России в Бретань (Франция) для ознакомления с опытом французского рынка органического птицеводства и животноводства с посещением всемирной выставки SPACE, органических ферм, органической переработки, крупнейшего французского кооператива LE GOUESSANT в сентябре 2019 года.

технологиb, Аналитика, рынок

15.08.2019 15:51:43

«Квантовые чипы и первые игры искусственного интеллекта»

Один из ведущих мировых специалистов по архитектуре кубитов, Павел Бунык, — о том, когда в России появятся компьютеры будущего

квантовые, ученый, компьютер

17.03.2019 19:11:21

Бактерии ипользуют квантовую запутанность?

Ученые провели исследование, в котором заметили необычные значения энергий, вероятно, указывающие на то, что бактерии могут запутываться с фотонами

энергии, частицы, бактерии

05.03.2019 22:50:44

Биоразнообразие для сельского хозяйства

Биоразнообразие – это разнообразие форм жизни на генетическом, видовом и экосистемном уровнях. Биоразнообразие для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства (БПСХ), в свою очередь, представляет собой часть биоразнообразия, которая так или иначе используется в ведении сельского хозяйства и производстве пищевых продуктов.

разнообразие, жизни, биоразнообразие

12.11.2018 20:34:42

Жить на воде. Плавучие города-государства спасут человечество?

Идеологи систейдинга предлагают альтернативу жизни на суше – свободные сообщества, плавающие в открытом море вне юрисдикции конкретной страны

потенциал, города, вода

30.10.2018 10:57:31

Как растения сделали планету пригодной для жизни

Растения превратили безжизненную пустыню в цветущую планету. Как им это удалось?

жизни, планету, растения

RSS
Архив "Лекции/Семинары"
Подписка на RSS
Реклама: