పరిచితమైన spacecraft tradeoffకు కొత్త workaround
చిన్న ఉపగ్రహాలు తరచుగా propulsion విషయంలో ఒక రాజీకి వెళ్లాల్సి వస్తుంది. Chemical systems బలమైన thrust burstsను ఇస్తాయి కానీ ఇంధనాన్ని వేగంగా ఖర్చు చేస్తాయి, అయితే electric propulsion చాలా మెరుగైన efficiencyతో పనిచేస్తుంది కానీ సాధారణంగా మృదువైన, నిరంతర pushes మాత్రమే ఇస్తుంది. MIT పరిశోధకులు ఇప్పుడు ఒకే propellantను రెండు modesలోనూ ఉపయోగించి ఆ తేడాను తగ్గించే ఒక conceptను వివరించారు.
Journal of Propulsion and Powerలో నివేదించబడిన ఈ పని, electrospray thrusterను chemical rocket modeతో జోడించే hybrid architectureపై కేంద్రీకృతమైంది. దీనిని సాధ్యమయ్యేలా చేసే మూల పదార్థం ASCENT, ఇది గతంలో AF-M315Eగా పిలువబడిన green propellant.
ASCENT ఎందుకు దృష్టిని ఆకర్షిస్తోంది
Hydrazine ఎంతోకాలంగా ఒక ప్రామాణిక spacecraft propellantగా ఉంది, కానీ దానిని నిర్వహించడం కష్టం మరియు ప్రమాదకరం. మూల పాఠ్యం దాన్ని toxic, carcinogenic, మరియు corrosiveగా వివరిస్తుంది, అలాగే loading proceduresకు విస్తృత రక్షణ అవసరమని చెబుతుంది. ASCENTను మరింత సురక్షితమైన ప్రత్యామ్నాయంగా అభివృద్ధి చేశారు, మరియు అందించిన సమాచారం ప్రకారం ఇది hydrazineతో పోలిస్తే specific impulseలో సుమారు 50% పెరుగుదలని కూడా అందిస్తుంది.
ASCENTను 2019లో NASA యొక్క Green Propellant Infusion Missionలో ఇప్పటికే flight-test చేశారు. MIT పరిశోధకుల దృష్టిని ఆకర్షించిన విషయం ఏమిటంటే, ఇది ఒక ionic liquid కూడా. ఇది ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే ionic liquids electrospray thrustersకు propellantsగా ఉపయోగపడతాయి; ఇవి ద్రవం నుండి charged ionsను వెలికితీసి వాటిని అంతరిక్షంలోకి వేగవంతం చేసి thrustను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
Lego-పరిమాణ పరీక్షలో దీర్ఘకాల thrust
ASCENT ఈ పాత్రలో పనిచేస్తుందా అని తెలుసుకోవడానికి, బృందం vacuum chamber మరియు magnetic levitationతో space conditionsను అనుకరించే custom test setupను ఉపయోగించింది. వారు thrusterకు అనుసంధానించిన చిన్న reservoirలో కేవలం 1 gram ASCENTను నింపి, thrust ఉత్పత్తి చేయడానికి voltageను ప్రయోగించారు.
ఫలితం బలం పరంగా తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, వ్యవధి పరంగా ముఖ్యమైనది. ఈ ప్రయోగం ఒక levitating satellite mock-upను తిప్పడానికి సరిపడే thrustను ఉత్పత్తి చేసింది, మరియు అది 100 hours వరకు పనిచేసింది. చిన్న ఉపగ్రహాల కోసం, ఇలాంటి దీర్ఘకాల, సమర్థవంతమైన నియంత్రణ station-keeping, attitude adjustment, మరియు క్రమంగా జరిగే orbital మార్పులకు విలువైనది.
CubeSats కోసం dual-mode propulsion ఎందుకు ముఖ్యమైంది
నిజమైన ఆకర్షణ ASCENT electrospray thrusterలో పనిచేసిందనే విషయం మాత్రమే కాదు. అదే propellant ఒక spacecraftలో high-thrust మరియు high-efficiency కార్యకలాపాలకు రెండింటికీ మద్దతివ్వగలగడం. సిద్దాంతంగా, ఒక CubeSat తీవ్ర maneuver అవసరమైనప్పుడు chemical propulsionను ఉపయోగించి, తరువాత దీర్ఘకాల fine control కోసం electrospray modeకు మారవచ్చు.
అది వేర్వేరు propellants మరియు supporting hardwareతో విడిగా propulsion systemsను తీసుకెళ్లాల్సిన అవసరాన్ని తగ్గిస్తుంది. volume మరియు mass కఠినంగా పరిమితమైన spacecraftలలో, ఈ సరళీకరణ పెద్ద ప్రయోజనం. Deployment తర్వాత చిన్న platforms మరింత చేయగలిగేలా mission design optionsను కూడా విస్తరించవచ్చు.
ఉపయోగకరమైన అడుగు, పూర్తైన ఉత్పత్తి కాదు
ఈ research అంటే flight-ready dual-mode engine రేపే వచ్చేస్తుందని కాదు. laboratory environmentలో పరీక్షించడం ఒక్క దశ మాత్రమే, మరియు నిజమైన spacecraft integrationలో storage, switching logic, thermal behavior, reliability, మరియు total impulse budgeting వంటి సవాళ్లు ఉంటాయి.
అయినా కూడా, ఈ concept ఆకర్షణీయమైనది, ఎందుకంటే ఇది చిన్న-అంతరిక్ష నౌకల రూపకల్పనలో దీర్ఘకాలంగా ఉన్న ఒక పరిమితిని లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. CubeSats increasingly capable sensors, science platforms, మరియు technology demonstratorsగా మారాయి, కానీ propulsion ఇంకా అత్యంత కఠినమైన constraintsలో ఒకటిగానే ఉంది. maneuvering authorityతో పాటు enduranceను కలిపే shared-propellant system ఈ spacecraftలను మరింత flexible మరియు independentగా మార్చుతుంది.
ASCENT మొదట hydrazineతో పోలిస్తే handling burdensను తగ్గించినందుకే ఆకర్షణీయంగా కనిపించింది. MIT పని అది అసాధారణంగా versatile కూడా కావచ్చని సూచిస్తోంది. తరువాతి అభివృద్ధి ఆ వాగ్దానాన్ని నిర్ధారిస్తే, ఈ propellant CubeSat propulsionను one-mode-or-the-other దృక్పథం నుంచి, spacecraft mobility యొక్క మరింత adaptable నమూనా వైపు తీసుకెళ్లవచ్చు.
ఈ వ్యాసం Universe Today నివేదికపై ఆధారపడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.
Originally published on universetoday.com
