சிறிய செயற்கைக்கோள்களுக்கான ஒரு இயக்கத் தடையம் தளரக்கூடும்
MIT பொறியாளர்கள் ஒரு ஹைப்ரிட் இயக்க அமைப்பை சோதித்துள்ளனர்; இது பழைய வடிவமைப்பு சமரசத்தைத் தீர்ப்பதன் மூலம் சிறிய செயற்கைக்கோள்களை மிக அதிக திறனுடையதாக மாற்றக்கூடும். இந்தக் கருத்தில், குறுகிய நேரத்தில் வலுவான த்ரஸ்டை வழங்கும் இரசாயன த்ரஸ்டர்கள், மற்றும் அதிக செயல்திறன் கொண்ட ஆனால் மெதுவான இயக்கத்தை நீண்ட காலத்திற்கு வழங்கும் electrospray thrusters ஆகியவை இணைக்கப்பட்டுள்ளன. முக்கிய முன்னேற்றம் என்னவென்றால், இந்த இரு அமைப்புகளும் ஒரே எரிபொருளில் இயங்க முடியும் என்பதே.
CubeSats மற்றும் பிற microsatellites-க்கு இது மிக முக்கியமானது. சிறிய விண்கலங்கள் பாரம்பரிய செயற்கைக்கோள்களை விட மலிவாகவும் ஏவ எளிதாகவும் இருப்பதால் கவர்ச்சிகரமானவை, ஆனால் அவற்றின் அளவு பல இயக்க அமைப்புகள் மற்றும் தனித்தனி தொட்டிகளுக்கான இடத்தை மிகக் குறைவாகவே விடுகிறது. ஒரு பயணத்திற்கு விரைவான orbital maneuvers-மும், மெதுவாக நடைபெறும் deep-space acceleration-மும் இரண்டும் தேவைப்பட்டால், அந்த திறன்களை ஒரே compact platform-இல் பொருத்துவது கடினமாகிறது.
MIT-இன் முடிவு, இந்தக் கட்டுப்பாடு முன்பு தோன்றிய அளவுக்கு உறுதியானதல்ல என்பதை சுட்டிக்காட்டுகிறது. ASCENT எனப்படும் propellant-ஐ இரு propulsion modes-க்கும் பயன்படுத்துவதன் மூலம், பொருந்தாத fuel architectures-ஐ சுமக்காமல் சிறிய விண்கலங்கள் அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை பெறும் வழியை குழு காட்டுகிறது.
ஒரே எரிபொருள் சமன்பாட்டை எப்படி மாற்றுகிறது
இரசாயன மற்றும் மின்னியல் இயக்கம் ஒவ்வொன்றும் வேறுபட்ட பிரச்சினையைத் தீர்க்கின்றன. இரசாயன த்ரஸ்டர்கள் எரிபொருளை வேகமாக எரித்து வலுவான த்ரஸ்டை உருவாக்குகின்றன; அதனால் சில விநாடிகளில் நடைபெறும் விரைவு orbital changes-க்கு அவை பயனுள்ளவை. Electrospray thrusters மிகவும் மெதுவானவை, ஆனால் அவை மிக உயர்ந்த fuel-efficiency உடையவை மற்றும் மாதங்கள் அல்லது ஆண்டுகள் நீடிக்கும் துல்லியச் சரிசெய்தல்கள் அல்லது நீண்டகால acceleration-க்கு ஏற்றவை.
இதுவரை, மிகச் சிறிய விண்கலத்தில் இந்த இரண்டு முறைகளையும் பயன்படுத்துவது என்பது பொதுவாக கூடுதல் சிக்கல்களை ஏற்றுக்கொள்வதையே அர்த்தப்படுத்தியது. வெவ்வேறு இயக்க அமைப்புகளுக்கு வழக்கமாக வெவ்வேறு எரிபொருட்கள், சேமிப்பு முறைகள் மற்றும் ஆதரவு வன்பொருள் தேவைப்படும். ஒரு shoebox அல்லது carry-on bag அளவுள்ள platform-இல் இது பெரிய சுமை.
இந்த அறிக்கையில் விவரிக்கப்பட்ட முன்னேற்றம் ASCENT-இன் பண்புகளிலிருந்து வருகிறது; இதன் விரிவான பெயர் Advanced SpaceCraft Energetic Non-Toxic propellant. Hydrazine-க்கு greener alternative ஆக US Air Force இதை உருவாக்கியது, மேலும் ஆரம்பத்தில் ASCENT இரசாயன த்ரஸ்டர்களுக்காகவே நோக்கப்பட்டது. ஆனால் இதற்கு இன்னொரு தனித்துவமான அம்சம் உள்ளது: இது ஒரு ionic liquid.
Ionic liquids என்பது விண்வெளி வெற்றிடத்திலும் திரவமாகவே இருக்கும் உப்புகள்; இது அரியதோடு பயனுள்ளதும் ஆகும். அந்த நிலைத்தன்மை அவற்றை electrospray propulsion-க்கு ஏற்றதாக ஆக்குகிறது, இதில் சார்ஜ் கொண்ட துளிகள் அல்லது அயன்கள் வேகப்படுத்தப்பட்டு த்ரஸ்ட் உருவாக்கப்படுகிறது. மற்றொரு வார்த்தையில், ஒரு இயக்க முறைக்காக உருவாக்கப்பட்ட propellant-க்கு மறைந்திருந்த இரண்டாவது பயன்பாடு வெளிப்பட்டது.
பசுமை எடை இல்லாத நிலையில் கருத்தைச் சோதித்தல்
MIT குழு, விண்வெளியின் weightlessness-ஐ ஒப்பிடுவதற்காகவும் ASCENT-எரிபொருள் கொண்ட electrospray thrusters-இன் த்ரஸ்டை அளவிடுவதற்காகவும் வடிவமைக்கப்பட்ட magnetic levitation thrust stand-ஐ பயன்படுத்தியது. அந்த அறிக்கையில், பொறியாளர்கள் hybrid concept-ஐ வெற்றிகரமாக சோதித்ததாகவும், ஒரே எரிபொருள் இரசாயன இயக்கத்தின் விரைவான-வலிமை தேவைகளையும் மின்னியல் த்ரஸ்டின் நீண்டகால செயல்திறனையும் ஆதரிக்க முடியும் என்பதை நிரூபித்ததாகவும் கூறப்படுகிறது.
MIT-இன் Space Propulsion Laboratory உருவாக்கிய நான்கு electrospray flight thrusters, NASA-வின் வரவிருக்கும் Green Propulsion Dual Mode mission-க்காக திட்டமிடப்பட்டுள்ளன என்றும் கட்டுரை குறிப்பிடுகிறது. இது முக்கியமானது, ஏனெனில் இது ஆய்வக வளர்ச்சியை ஒரு உண்மையான விண்வெளிப் பயணப் பாதையுடன் இணைக்கிறது. இந்த வேலை வெறும் கோட்பாடல்ல. இந்தக் கருத்தை மேலும் நேரடியாக மதிப்பிடக்கூடிய mission context-க்காக இது தயாராகிறது.
அறிக்கை Lunar Flashlight-ஐ குறிப்பிடுகிறது; இது ASCENT green propellant-இனால் இயக்கப்படும் குறைந்த செலவுள்ள CubeSat ஆகும், மற்றும் நிலவின் தென் துருவத்தில் உள்ள பனியை வரைபடமிடுவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. சிறிய பயணங்களில் green propellants-ன் மூலோபாய ஈர்ப்பை இந்த உதாரணம் மேலும் வலுப்படுத்துகிறது; அங்கு toxicity, handling complexity மற்றும் mass constraints அனைத்தும் முக்கியமானவை.
இது CubeSats-க்கு என்ன திறக்கக்கூடும்
ஒரு சிறிய செயற்கைக்கோள் ஒரே எரிபொருளை ஏந்தியபடியே high-thrust maneuvers மற்றும் திறனான நீண்டகால இயக்கம் ஆகியவற்றுக்கிடையே மாற முடிந்தால், mission designers-க்கு பாரம்பரியமாக பெரிய platform-களுக்கே இருந்த விருப்பங்கள் கிடைக்கும். ஒரு CubeSat orbital insertion பணிகளை அதிக ஆக்கிரமிப்பாகச் செய்யக்கூடும்; பின்னர் அதே onboard propellant family-யைப் பயன்படுத்தி துல்லிய corrections அல்லது நீண்ட interplanetary cruises-க்கு மாறக்கூடும்.
அதனால்தான் இந்த அறிக்கையின் headline-level claim மிகவும் கவனத்தை ஈர்க்கிறது: thumbnail-sized thrusters இறுதியில் CubeSats-ஐ Mars-க்கும் அதற்குப் பின்னரும் கொண்டு செல்ல உதவக்கூடும். இந்த வார்த்தைகள் நம்பிக்கைமிக்கவை, ஆனால் தர்க்கம் தெளிவானது. Interplanetary missions-க்கு செயல்திறன் தேவை, ஆனால் deployment மற்றும் navigation-க்கு இன்னும் வலுவான thrust bursts தேவைப்படலாம். Dual-mode architecture, சிறிய விண்கலங்கள் செலவு மற்றும் அவை செய்யக்கூடிய செயல்கள் ஆகியவற்றுக்கிடையிலான இடைவெளியை குறைக்கக்கூடும்.
இந்த ஈர்ப்பு அறிவியல் மட்டுமல்ல. குறைந்த செலவுள்ள, மேலும் பல்துறை இயக்கத்தைக் கொண்ட விண்கலங்கள் பல்கலைக்கழகங்கள், சிறிய நிறுவனங்கள், மற்றும் ஒரு பெரிய platform-க்கு பதிலாக பல சிறிய missions-களில் risk-ஐ பகிர விரும்பும் agency-களுக்கான அணுகலை விரிவாக்கக்கூடும்.
Green propellant கூட கதையின் ஒரு பகுதி
Hydrazine-க்கு non-toxic alternative ஆக ASCENT-இன் பங்கு ஒரு சிறு குறிப்பல்ல. Hydrazine நீண்ட காலமாக செயல்திறன் மிக்கதாக இருந்தாலும், அதை கையாளுதல் மிகவும் ஆபத்தானதாக அறியப்படுகிறது. பாதுகாப்பான propellants operational burdens-ஐ குறைக்கவும், மிகுந்த நச்சுத்தன்மை கொண்ட எரிபொருட்களுடன் தொடர்புடைய infrastructure overhead-ஐ விரும்பாத நிறுவனங்களுக்கு mission possibilities-ஐ திறக்கவும் முடியும்.
அந்த அர்த்தத்தில், MIT-இன் வேலை space systems-இல் உள்ள இரண்டு முக்கிய போக்குகளின் சந்திப்பில் உள்ளது: miniaturization மற்றும் greener propulsion. இந்த சேர்க்கை சக்திவாய்ந்தது, ஏனெனில் இது செலவையும் நடைமுறை சாத்தியத்தையும் ஒரே நேரத்தில் தீர்க்கிறது. சிறிய செயற்கைக்கோள்கள் உண்மையில் மாற்றத்தைக் கொண்டுவர வேண்டுமெனில், பெரிய அமைப்புகளின் operational complexity-ஐ வாரிசாகக் கொள்ளாமல் அதிகம் செய்யக்கூடியதாக இருக்க வேண்டும்.
மூலோபாய விளைவுகள் கொண்ட தொழில்நுட்ப முடிவு
MIT சோதனைகள் ஒவ்வொரு CubeSat-மும் திடீரென deep space-க்கு சென்று விடும் என்பதைக் குறிக்கவில்லை. Flight validation, durability மற்றும் mission integration இன்னும் முக்கியமானவை, மேலும் நம்பிக்கை தரும் demonstrations-லிருந்து வழக்கமான deployment-க்கு நகர engineering breakthroughs நேரம் எடுத்துக்கொள்கின்றன. ஆனால் இந்தக் கருத்து ஒரு உண்மையான bottleneck-ஐ நேர்த்தியான தீர்வுடன் அணுகுகிறது: ஒரே எரிபொருள், இரண்டு propulsion regimes, மேலும் அதிக திறன் கொண்ட சிறிய விண்கலங்களின் ஒரு வகை.
அதனால்தான் இந்த வேலை தனித்து தெரிகிறது. இது வெறும் இன்னொரு incremental thruster refinement அல்ல. இது system-level simplification ஆகும், இது compact satellites-ன் mission envelope-ஐ விரிவாக்கக்கூடும். குறைந்த செலவு, அதிக distributed space infrastructure-ஐ நோக்கி நகரும் தொழில்துறைக்கு, இப்படியான simplification raw performance-க்கு இணையான முக்கியத்துவம் கொண்டதாக இருக்கலாம்.
வரவிருக்கும் mission work இந்தக் கருத்தின் promise-ஐ உறுதிப்படுத்தினால், முடிவில் சிறிய விண்கலங்களின் ஒரு புதிய தலைமுறை உருவாகலாம்; அவை இனி agility மற்றும் endurance ஆகியவற்றுக்கிடையே இவ்வளவு கடுமையான தேர்வைச் செய்ய வேண்டியதில்லை. CubeSats-க்கு, அது ambition மற்றும் reach இரண்டிலும் ஒரு பொருத்தமான மேம்பாடாக இருக்கும்.
இந்தக் கட்டுரை New Atlas-இன் செய்தியறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.
Originally published on newatlas.com
