MIT चा propulsion संकल्प CubeSats ला दोन drive modes देऊ शकतो

परिचित spacecraft तडजोडीसाठी नवी workaround

लहान उपग्रहांना propulsion बाबतीत अनेकदा तडजोड करावी लागते. Chemical systems जोरदार thrust bursts देतात, पण इंधन पटकन खर्च करतात, तर electric propulsion खूप जास्त efficiency देत असली तरी साधारणपणे फक्त सौम्य, सतत ढकलणे देते. MIT संशोधक आता असा concept मांडत आहेत जो एकाच propellantचा दोन्ही modes मध्ये वापर करून ही दरी कमी करू शकतो.

Journal of Propulsion and Powerमध्ये नोंदवलेले हे काम एका hybrid architecture वर केंद्रित आहे, जे electrospray thruster आणि chemical rocket mode यांना एकत्र आणते. यामध्ये सक्षम करणारा घटक ASCENT आहे, जो पूर्वी AF-M315E म्हणून ओळखला जाणारा green propellant आहे.

ASCENT लक्ष वेधून का घेत आहे

Hydrazine हे दीर्घकाळापासून मानक spacecraft propellant राहिले आहे, पण ते हाताळणे कठीण आणि धोकादायक आहे. स्रोत मजकुरात त्याचे वर्णन toxic, carcinogenic, आणि corrosive असे केले आहे, आणि loading procedures साठी व्यापक संरक्षणाची गरज असल्याचे म्हटले आहे. ASCENT सुरक्षित पर्याय म्हणून विकसित करण्यात आले आणि, दिलेल्या माहितीप्रमाणे, hydrazine पेक्षा specific impulse मध्ये सुमारे 50% वाढही देते.

ASCENT आधीच 2019 मध्ये NASA च्या Green Propellant Infusion Mission वर flight-tested झाले होते. MIT संशोधकांचे लक्ष याकडे गेले कारण ते ionic liquid देखील आहे. हे महत्त्वाचे आहे, कारण ionic liquids electrospray thrusters साठी propellants म्हणून वापरता येतात; हे द्रवातून charged ions वेगळे करून त्यांना अवकाशात वेग देऊन thrust निर्माण करतात.

Lego-आकाराच्या चाचणीत दीर्घकालीन thrust

ASCENT या भूमिकेत काम करते का हे पाहण्यासाठी, टीमने vacuum chamber आणि magnetic levitation वापरून space conditionsची नक्कल करणारी custom test setup वापरली. त्यांनी thruster ला जोडलेल्या छोट्या reservoir मध्ये फक्त 1 gram ASCENT भरले आणि thrust निर्माण करण्यासाठी voltage लागू केले.

परिणाम बलाच्या बाबतीत कमी होता, पण कालावधीच्या बाबतीत महत्त्वाचा होता. या प्रयोगात एक levitating satellite mock-up फिरवण्यासाठी पुरेसा thrust तयार झाला, आणि तो 100 hours पर्यंत चालू राहिला. लहान उपग्रहांसाठी, अशी दीर्घकाळ टिकणारी, कार्यक्षम नियंत्रण व्यवस्था station-keeping, attitude adjustment, आणि हळूहळू होणाऱ्या orbital बदलांसाठी उपयुक्त ठरते.

CubeSats साठी dual-mode propulsion का महत्त्वाची आहे

खरा आकर्षणाचा मुद्दा असा नाही की ASCENT electrospray thruster मध्ये काम केले. मुद्दा हा आहे की तोच propellant एका spacecraft मध्ये high-thrust आणि high-efficiency दोन्ही प्रकारच्या operations ला साथ देऊ शकतो. सिद्धांततः, एक CubeSat जेव्हा तीव्र maneuverची गरज असेल तेव्हा chemical propulsion वापरू शकतो, आणि नंतर दीर्घकालीन सूक्ष्म नियंत्रणासाठी electrospray mode वर स्विच करू शकतो.

यामुळे वेगवेगळे propellants आणि supporting hardware असलेली स्वतंत्र propulsion systems बाळगण्याची गरज कमी होईल. जिथे volume आणि mass वर कडक मर्यादा असतात, तिथे ही साधी रचना मोठा फायदा देते. Deployment नंतर small platforms ला अधिक काम करण्याची क्षमता देऊन mission design पर्यायही वाढू शकतात.

उपयुक्त पाऊल, पूर्ण उत्पादन नाही

हे संशोधन flight-ready dual-mode engine लगेचच येणार आहे असे सांगत नाही. प्रयोगशाळेतील वातावरणात चाचणी हा फक्त एक टप्पा आहे, आणि प्रत्यक्ष spacecraft integration मध्ये storage, switching logic, thermal behavior, reliability, आणि total impulse budgeting अशा आव्हानांचा समावेश होतो.

तरीही, हा concept आकर्षक आहे, कारण तो small-spacecraft design मधील एक दीर्घकालीन मर्यादा लक्ष्य करतो. CubeSats increasingly capable sensors, science platforms, आणि technology demonstrators झाले असले तरी propulsion अजूनही सर्वात कठीण constraints पैकी एक आहे. maneuvering authority आणि endurance एकत्र देणारी shared-propellant system ही spacecraft अधिक flexible आणि independent करू शकते.

ASCENT सुरुवातीला hydrazineच्या तुलनेत हाताळणीवरील भार कमी करत असल्यामुळे आकर्षक होते. MITचे काम सूचित करते की ते असाधारणरीत्या versatile देखील असू शकते. पुढील विकासाने ही शक्यता सिद्ध केली, तर हे propellant CubeSat propulsion ला एक-mode-or-the-other या दृष्टिकोनातून बाहेर काढून spacecraft mobility च्या अधिक adaptable मॉडेलकडे नेऊ शकते.

हा लेख Universe Today च्या बातमीवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.