درایو یون ید ماهواره را برای اولین بار به فضا می راند | پژوهش

اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در reddit
اشتراک گذاری در email

*****توجه : ممکن است در ترجمه مشکلاتی وجود داشته باشد *****

پس از اولین آزمایش یک رانشگر مبتنی بر ید در فضا، روزی ید می‌تواند صور فلکی ماهواره‌های کوچک را به حرکت درآورد و در موقعیت قرار دهد. این سیستم یک راه‌حل پیشرانه ارزان‌تر، همه‌کاره‌تر و کارآمدتر برای مانور ماهواره‌ها نسبت به فناوری‌های پیشران الکتریکی موجود، که عمدتاً به زنون متکی هستند، ارائه می‌کند.

تصویری که یک پیشرانه الکتریکی ید را نشان می دهد

Trevor Lafleur، مهندس اصلی ThrustMe، شرکت فرانسوی پشتیبان، می‌گوید: «ید یک پیشرانه‌ای است که بازی را تغییر می‌دهد و نتایج ما برای اولین بار نشان می‌دهد که نه تنها جایگزین مناسبی برای زنون است، بلکه عملکرد بهتری نیز دارد. فن آوری.

درایوهای یونی معمولاً در ماهواره های کوچک استفاده می شوند زیرا راندمان سوخت بسیار بالایی دارند. آنها معمولاً از انرژی خورشیدی برای شتاب الکتریکی یون های یک گاز پیشران به منظور حرکت، تغییر مدار و جلوگیری از برخورد استفاده می کنند. زنون به دلیل جرم اتمی نسبتاً بالا (131) پیشرانه غالب انتخابی در چنین سیستم‌هایی بوده است – یک ضرورت برای تولید نسبت توان به رانش بالا. زنون همچنین مناسب است زیرا به سرعت یونیزه می شود، که تلفات توان در طول تولید پلاسما را محدود می کند. علاوه بر این، یک گاز بی اثر با واکنش شیمیایی و سمیت بسیار کم است.

با این حال، روند رو به رشدی در صنعت فضایی به سمت ماهواره‌های کوچک‌تر که شبکه‌ها یا صورت‌های فلکی ماهواره‌ها را تشکیل می‌دهند، وجود دارد. کمبود و هزینه زنون این نگرانی را ایجاد کرده است که تقاضای آتی می تواند باعث نوسانات قابل توجه قیمت و مشکلات عرضه شود.

در صورت پرتاب ماهواره‌ها به فضا و بدون قابلیت پیش‌رانش، نگرانی‌هایی در مورد برخوردهای بیشتر در مدار و زباله‌های فضایی وجود دارد. برخی برآوردها حاکی از آن است که در 10 سال آینده 24000 ماهواره به فضا پرتاب خواهد شد. لافلور می‌گوید: «بسیاری از ماهواره‌های کوچک در حال حاضر به دلیل مشکلات مربوط به ذخیره‌سازی پیشرانه‌های گازی مانند زنون، نیروی محرکه کمی دارند یا اصلاً پیشرانه ندارند.

نصب بیش از ۳ هزار علمک گاز در استان اردبیل

چارلی رایان که سیستم‌های پیشران فضاپیماهای کوچک را در دانشگاه ساوتهمپتون بریتانیا توسعه می‌دهد، می‌گوید: «تا پنج سال گذشته، پیشرانه‌های یونی کمتر مورد استفاده قرار می‌گرفتند و بنابراین زنون می‌توانست با مشکل کمتری استفاده شود.» اما رشد سریع صنعت فضایی به معنای ناپایدار شدن استفاده از زنون است.

محلول جامد

برای حدود 20 سال، محققان استفاده از ید – که همچنین دارای جرم اتمی بالایی در 125 است – به عنوان یک پیشران جایگزین مورد بررسی قرار داده‌اند. ید بسیار فراوان‌تر و ارزان‌تر از زنون است و چگالی آن سه برابر زنون است، حتی زمانی که گاز تحت فشار باشد. علاوه بر این، از آنجایی که ید در دمای اتاق جامد است، خطر انفجار ایجاد نمی‌کند یا به مخازن ذخیره‌سازی فشار بالا نیاز ندارد و سیستم‌های ساده‌تر و کوچک‌تر مبتنی بر ید را نوید می‌دهد.

شماتیکی که NPT30-I2 را نشان می دهد

با این حال، به دلیل چالش‌های مهندسی مختلف، تاکنون فقط روی زمین آزمایش شده بود. یکی اینکه ظروف نگهداریش را خورده می کند. دیگر اینکه ید جامد باید ابتدا در محیط سخت فضا تصعید شود تا گاز لازم برای پیشران تولید شود. همچنین شیمی پلاسمایی پیچیده تری نسبت به زنون دارد و بسیاری از خواص فیزیکی آن به خوبی شناخته نشده است.

رایان توضیح می‌دهد: «دیگران سیستم‌های مشابهی را توسعه داده‌اند، اما ThrustMe اولین کسی است که چالش‌های مهندسی استفاده از این پیشرانه دشوار و آزمایش آن را در فضا حل کرده است». همچنین دارای مزایای ذخیره سازی قابل توجهی است که آن را به گزینه ای ایده آل برای پیشرانه های ماهواره ای کوچک تبدیل می کند.

پیشران الکتریکی ThrustMe بدین صورت عمل می کند که ابتدا ید جامد را با حرارت دادن تنها با توان 1 وات به گاز تبدیل می کند. سپس گاز به محفظه ای می ریزد که در آنجا توسط الکترون هایی که با اعمال جریان به آنتن فرکانس رادیویی تولید می شوند، بمباران می شود. میدان الکترومغناطیسی حاصل، الکترون ها را شتاب می دهد به طوری که هنگام برخورد با یک مولکول گاز ید، دو الکترون و یک یون ید با بار مثبت تولید می شود و یک پلاسما ایجاد می کند.

افزایش ۲۵ درصدی تولید گوگرد در پالایشگاه ایلام

سپس یون‌های مثبت از پلاسما استخراج می‌شوند و تا سرعت‌های بسیار بالا به سمت اگزوز شتاب می‌گیرند و این باعث ایجاد نیروی رانش می‌شود. برای جلوگیری از شارژ شدن سیستم محرکه و فضاپیما، الکترون های اضافی به داخل لوله اگزوز پرتاب می شوند.

ThrustMe سیستم خود را به عنوان بخشی از یک ماهواره ردیاب هواپیمای چینی در نوامبر 2020 به مدار فرستاد. این رانشگر را برای اولین بار در پایان دسامبر 2020 با موفقیت شلیک کرد و به دنبال آن چندین شلیک آزمایشی دیگر در ماه‌های بعدی انجام شد. لافلور می‌گوید: «وقتی می‌دانستیم سیستم محرکه به درستی کار می‌کند و اولین نتایج یک پیشرانه الکتریکی ید را در فضا می‌دیدیم، بسیار هیجان‌زده شدیم.

بنجامین جورنز که پیشران الکتریکی را در دانشگاه میشیگان ایالات متحده توسعه می دهد، می گوید: «این یک نتیجه هیجان انگیز است. نویسندگان نشان داده‌اند که بسیاری از مسائل فنی شناخته شده – کاهش عملکرد و چالش‌های مربوط به تحویل جریان – قابل حل هستند.

من انتظار دارم که این تاثیر زیادی بر صنعت ماهواره های کوچک داشته باشد. جورنز می گوید، ارائه دهندگان همیشه به دنبال فناوری هایی مانند این هستند که برای فضاپیمای آنها مقرون به صرفه و ایمن باشد. با این اوصاف، یکی از چالش‌های جالب در کوتاه‌مدت این خواهد بود که ببینیم آیا معیارهای عملکرد از یک سیستم کم قدرت مانند این به اندازه کافی بالا خواهد بود تا الزامات مأموریت برای ارائه‌دهندگان فضاپیما را برآورده کند.

منبع : www.chemistryworld.com
2021-11-19 14:02:00

امتیاز دهید
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
View all comments

راه های ارتباطی با کارشناسان فروش

کارشناسان فروش:

خانم سپهری

مدیر فروش

خانم شایگان

کارشناس فروش

خانم سعادت

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیغام در واتساپ:

5020 142 0919

3147 9501 031

2813 836 0910

3144 9501 031

5410 061 0912

3145 9501 031

راه های ارتباطی با کارشناسان فروش

خانم سپهری

مدیر فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

5020 142 0919

3147 9501 031

خانم شایگان

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

5020 142 0919

3147 9501 031

خانم سعادت

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

5020 142 0919

3147 9501 031

بیا ببین چه خبره اینجا

عضویت در خبرنامه هفتگی ما

مزایا عضویت :

  • جدید ترین مقالات و محصولات را در ایمیل خود به صورت هفتگی داشته باشید.
  • اخبار جشنواره و نمایشگاه های مربوطه را سریعتر از بقیه دریافت کنید.
  • مهم از همه فقط اینجا تخفیف محصولات را اعلام میکنیم
  • آخری هم با اجازه شما ماهی یک بار هم تبلیغ بفرستیم ( قول میدیم مزاحم نشیم و دست پر هم بیایم )
خبرنامه دکاموند شیمی
blank

دانلود فقط با یک کلیک

با کلیک بر روی دانلود و اشتراک ، شما در خبرنامه مشتریان دکاموند شیمی مشترک خواهید شد.