سيتم اختبار محرك البلازما الروسي الصغير للغاية من MEPhI في الفضاء بحلول نهاية العام
يعمل مهندسو MEPhI (معهد موسكو للفيزياء الهندسية) بنشاط على تطوير محرك بلازما صغير جدًا مصمم خصيصًا للأقمار الصناعية النانوية. لم تكن المشكلة الرئيسية هي إنشاء محرك ، ولكن جعله يعمل بشكل كامل من بطارية مكثف صغير.
وكان الروسي المتخصصين ، وقد نجحوا في إنشاء محرك بلازما صغير جدًا ، يريدون اختباره في الفضاء قبل نهاية التيار من السنة.
مشكلة الأقمار الصناعية النانوية وحلها
في الوقت الحالي ، يمكننا أن نلاحظ طفرة حقيقية في ما يسمى بالأقمار الصناعية النانوية - المركبات الفضائية ، التي لا يتجاوز وزنها 10 كجم. لذلك فقط منذ بداية عام 2021 ، تم إطلاق حوالي 150 قمرًا صناعيًا بتنسيق CubeSat في المدار - وهو النوع الأكثر شيوعًا من الأقمار الصناعية فائقة الصغر.
لذا تُستخدم معظم هذه الأجهزة النانوية لاستكشاف الأرض ، والمشكلة الرئيسية هي تكمن الأجهزة في حقيقة أنها يتم إطلاقها في المدار عن طريق رمي العشرات منها من الصاروخ في واحد موقعك.
للحصول على عمل عالي الجودة ، يجب توزيعها بالتساوي على المدار ، مما يعني أنك بحاجة إلى تغيير سرعتها في المدار. حاليًا ، تُستخدم اللوحات المنسدلة لتغيير السرعة وتدويرها بشكل عمودي على حركة القمر الصناعي لأقصى قدر من التباطؤ ، أو بالتوازي من أجل إبطاء طفيف.
الطريقة لها عيب واحد ، ولكن عيب كبير جدا. بسبب التباطؤ ، غالبًا ما تفقد الأقمار الصناعية الارتفاع وتخرج حتمًا من المدار وتحترق في الطبقات الكثيفة من الغلاف الجوي.
وبالتالي ، من الضروري إطلاق جميع الأقمار الصناعية الجديدة باستمرار لتحل محل الأقمار الصناعية المحترقة.
السبيل الوحيد للخروج من هذا الموقف هو تثبيت محرك مصغر على القمر الصناعي. لكن جميع المحركات الحالية مصممة للعمل على مركبة فضائية كبيرة ، و تستهلك الكثير من الطاقة ولا تستطيع الألواح الموجودة على الأقمار الصناعية الصغيرة تزويدها بالكهرباء المبدأ. والمحركات السائلة محظورة لأسباب تتعلق بالسلامة.
هذا هو السبب في أن العلماء كانوا يكافحون من أجل إنشاء محركات مصغرة لفترة طويلة وأحيانًا دون جدوى.
لقد وجد المهندسون الروس حلاً
اقترح الخبراء الروس استخدام البلاستيك متعدد الأسيتال ، وليس المركبات المتفجرة ، كوقود في محرك البلازما. يحترق تدريجياً ، ويتحول إلى بلازما ، ثم يخرج من المحرك ، وبالتالي يخلق الدفع اللازم ، الذي يحرك القمر الصناعي الصغير.
في الإنصاف ، يجب أن يقال أن فكرة استخدام البلاستيك ليست جديدة وقد اقترحها السوفييت المتخصصين واختبروا في عام 1964 في محطة بين الكواكب Zond-2 ، والتي أرسلها السوفييت إلى المريخ اتحاد.
في النسخة السوفيتية ، لم يتم استخدام البولي أسيتال للمحركات ، ولكن تم استخدام البلاستيك الفلوري العادي. كانت السمة الرئيسية لهذه المادة هي كثافتها العالية ، ولكن كان هناك أيضًا عيبًا خطيرًا.
لذلك من أجل استخدام البلاستيك الفلوري في شكل وقود ، هناك حاجة إلى تيار تفريغ كبير. إذا لم يكن التيار كافيًا ، فإن طبقة من الكربون تتشكل على السطح البلاستيكي الموصلية الحالية الممتازة ، مما يعني أنه يمكن أن يؤدي إلى حدوث ماس كهربائي ، وسيخرج المحرك ببساطة بناء.
حل المهندسون السوفييت المشكلة عن طريق تركيب مكثفات نبضية كبيرة وقوية ، لكن لا يمكن استخدامها على الأقمار الصناعية الصغيرة.
كانت فكرة مهندسي MEPhI هي إنشاء محرك بأبعاد 83x83x50 مم ، ولحل مشكلة تشكيل الفيلم ، بدأوا في البحث عن نوع آخر من البلاستيك. وأثناء البحث ، تم العثور على بولي أسيتال ، يحتوي على سلسلة (-C-O-C-O-C-) ، والتي لا تسمح بتكوين فيلم الكربون (يتم تكوين كمية من الزيت أو الزيت ، والتي لا توصل تيارًا كهربائيًا ، وبالتالي لا تشكل خطورة على محرك).
بالإضافة إلى ذلك ، تم تركيب نظام مغناطيسي خارجي مصنوع من ملف نحاسي على المحرك ، مما سمح بالحد من تيار التفريغ والحفاظ على كفاءة مقبولة للمحرك. لذلك ، وفقًا للحسابات الأولية ، يمكن أن يكون مورد المحرك حوالي 1000 ساعة من التشغيل.
وأخيرًا ، تم تركيب مكثفات مدمجة وخفيفة الوزن.
آفاق المحرك الروسي
خلال الأشهر المقبلة ، سيستمر المهندسون في تعديل المحرك لتحسين الكفاءة و زيادة مخزون البلاستيك ، وفي نهاية العام يجب اختبار المحرك على قمرين صناعيين على المنصة في وقت واحد أوربت كرافت برو. بالإضافة إلى ذلك ، لدى المطورين بالفعل اتفاقيات أولية مع شركة الفضاء الخاصة Sputniks.
يجب الانتهاء من جميع الاختبارات بحلول صيف عام 2022 ، وبعد ذلك سيكون من الممكن التحدث عن الإنتاج التسلسلي للمحركات.
نتمنى حظًا سعيدًا لأخصائيينا ونأمل أن ينجحوا ، وستعمل معظم الأقمار الصناعية النانوية على محركاتنا.
حسنًا ، إذا كنت تحب المادة ، فقم بتقييمها ولا تنس الاشتراك في القناة. شكرا لك على انتباهك!