Hệ thống đẩy plasma cho vệ tinh nano được thử nghiệm trong không gian. SPUTNIX ở đây là một công ty vũ trụ tư nhân của Nga, không phải là đài truyền hình Sputnik
MEPhI và Sputniks đã bắt đầu thử nghiệm một hệ thống đẩy (propulsion system) cho các vệ tinh nhỏ, điều này sẽ giúp giải quyết vấn đề về các mảnh vỡ không gian
Các nhân viên của Phòng thí nghiệm Động cơ Plasma thuộc Viện Laplaz (Laboratory of Plasma Engines of the Laplaz Institute), NRNU MEPhI, cùng với đại diện của công ty Sputniks (thuộc Tập đoàn Sitronics) đã bắt đầu thử nghiệm một hệ thống đẩy plasma thích hợp để đặt trên các tàu vũ trụ nhỏ. Tế bào nano (Nanosatellites) được trang bị động cơ plasma có thể duy trì vị trí của chúng trên quỹ đạo một cách độc lập và vào cuối vòng đời của chúng hạ thấp độ cao quỹ đạo, giảm thời gian trước khi đốt cháy trong bầu khí quyển trên cùng một hệ số 2-3. Sitronics Group đã thông báo cho CNews về điều đó.
Hệ thống đẩy plasma, được gọi là VERA (Khối lượng-Hệ thống đẩy tên lửa hiệu quả - Volume-Effective Rocket-propulsion Assembly), sẽ trở thành hệ thống đầu tiên trong nước và là một trong những hệ thống đầu tiên trên thế giới, phù hợp để lắp đặt trên tàu vũ trụ nặng không quá 4 kg của định dạng CubeSat 3U. Kích thước và trọng lượng nhỏ của các động cơ được phát triển sẽ giúp nó có thể tạo ra và duy trì trong quỹ đạo của hàng chục vệ tinh nano.
Một hệ thống đẩy chính thức đang được thử nghiệm, bao gồm, ngoài bản thân động cơ, các bộ chuyển đổi điện áp cao nhỏ gọn cung cấp năng lượng cho động cơ từ mạng điện áp thấp trên bo mạch của vệ tinh, cũng như bảng điều khiển điện tử. nhận các lệnh kỹ thuật số và trên cơ sở chúng, kiểm soát tất cả các quy trình bên trong cài đặt.
“Các nhà phát triển các chòm sao nano đang phải đối mặt với vấn đề thiếu các hệ thống đẩy đủ nhỏ gọn có thể cho phép các vệ tinh chiếm giữ và sau đó duy trì một cách hiệu quả các vị trí cần thiết trong mặt phẳng quỹ đạo trong một thời gian dài. Với động cơ VERA, vấn đề này sẽ được giải quyết, tạo động lực mạnh mẽ cho sự phát triển của các hệ thống vệ tinh rẻ tiền thế hệ mới ”,
Igor Egorov , người đứng đầu phòng thí nghiệm động cơ plasma và máy bay phản lực tại Viện Laplaz tại NRNU MEPhI, cho biết. .
Các nhân viên của Phòng thí nghiệm Động cơ Plasma của Viện Laplaz, NRNU MEPhI, cùng với đại diện của công ty Sputniks, bắt đầu thử nghiệm hệ thống đẩy plasma
Sputniks đang chuẩn bị hai tế bào nano (nanosatellites) định dạng CubeSat 3U để gửi vào quỹ đạo gần trái đất, sử dụng hệ thống đẩy loại này. Các vệ tinh với động cơ mới đang được tạo ra và sẽ được đưa vào không gian như một phần của chương trình Space PI, được hỗ trợ bởi Quỹ Khuyến khích Sáng tạo. Vụ phóng vệ tinh vào không gian dự kiến vào năm 2022, nơi sẽ diễn ra các cuộc thử nghiệm bay chính của động cơ.
“Mặc dù kích thước nhỏ của chúng, các tế bào nano có thể giải quyết nhiều vấn đề mà trước đây chỉ được giải quyết với sự trợ giúp của các phương tiện lớn hơn và đắt tiền hơn nhiều. Tế bào nano có thể tham gia vào hoạt động viễn thám của Trái đất (ERS), bao gồm hoạt động phát hiện thiên tai, thu thập dữ liệu về chuyển động của tàu và máy bay (AIS, ADS-B), hỗ trợ cái gọi là Internet of Things (IoT), cung cấp liên lạc với các trạm khí tượng và hải văn tự trị từ xa dọc theo Tuyến đường biển phía Bắc, ”
Nikolay Pozhidaev, Chủ tịch của Sitronics Group cho biết .
Một vấn đề quan trọng khác mà động cơ plasma mới sẽ giúp giải quyết là vấn đề về các mảnh vỡ không gian. Thông thường, các tế bào nano có thể ở trong quỹ đạo hơn mười năm sau khi hoàn thành nhiệm vụ của chúng, trước khi phanh trên bầu khí quyển phía trên xóa chúng khỏi không gian gần Trái đất. Lúc này, có một mối đe dọa rằng một vệ tinh nano vốn đã cạn kiệt sẽ va chạm với một số phương tiện đang vận hành, có thể có người lái. Nhưng các tế bào nano được trang bị cho động cơ vào cuối thời gian tồn tại của chúng có thể hạ thấp độ cao của quỹ đạo một cách độc lập, do đó giảm thời gian trước khi đốt cháy trong bầu khí quyển phía trên xuống 2-3 lần.
"Các nhiệm vụ chính của thí nghiệm vũ trụ với động cơ là chứng minh trình độ công nghệ cao và độ tin cậy của thiết bị, tìm ra khả năng điều động của các phương tiện trên quỹ đạo, đóng vai trò như một yếu tố quan trọng cho hàng loạt vệ tinh nano trong nước hiện đại trong tương lai và các chòm sao vệ tinh cho nhiều mục đích khác nhau để có thể cạnh tranh trên thị trường quốc tế, ”Tổng giám đốc công ty Sputniks”
Vladislav Ivanenko cho biết .
MEPhI and Sputniks began testing a propulsion system for small satellites, which will help solve the problem of space debris
МИФИ и «Спутникс» начали испытания двигательной установки для малых спутников, которая поможет решить проблему космического мусора
Сотрудники лаборатории плазменных двигателей института «Лаплаз» НИЯУ МИФИ совместно с представителями...
www.cnews.ru
MEPHI AND SPUTNIX BEGAN TESTING A PROPULSION SYSTEM FOR SMALL SATELLITES THAT WILL HELP SOLVE THE PROBLEM OF SPACE DEBRIS
МИФИ И СПУТНИКС НАЧАЛИ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ МАЛЫХ СПУТНИКОВ, КОТОРАЯ ПОМОЖЕТ РЕШИТЬ ПРОБЛЕМУ КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА
In the Russian Federation began testing a plasma engine for keeping the orbit of nanosatellites
В РФ начались испытания плазменного двигателя для удержания орбиты наноспутников
Установка таких двигателей позволит сократить время существования космического мусора
novosti-kosmonavtiki.ru
-----------------------------------------------------------------
Ngược dòng thời gian vào tháng 7/2021 cũng đã đưa tin này
Động cơ plasma (Plasma engine) của MEPhI sẽ được thử nghiệm trong không gian vào cuối năm nay
MEPhI đang chế tạo một động cơ plasma siêu nhỏ cho các tế bào nano (
nanosatellites). Phần khó khăn là làm cho nó hoạt động từ một bộ tụ điện nhỏ, điều mà các nhà khoa học đã phải vật lộn trong nhiều năm. Vào cuối năm nay, thiết bị này dự kiến sẽ được thử nghiệm trong không gian. Một trong những người tạo ra thiết bị này, trưởng phòng thí nghiệm động cơ tên lửa plasma tại Viện Công nghệ Laser và Plasma MEPhI, Igor Egorov, đã chia sẻ chi tiết về quá trình phát triển, thử nghiệm động cơ trên quỹ đạo và quá trình sản xuất hàng loạt trong tương lai.
Xu hướng giảm dần
Trong những năm gần đây, thế giới đã chứng kiến sự bùng nổ thực sự của các tế bào nano - những phương tiện có trọng lượng dưới 10 kg. Kể từ đầu năm 2021, hơn 150 vệ tinh định dạng CubeSat, một trong những loại vệ tinh nhỏ phổ biến nhất, đã được phóng lên vũ trụ.
Nhiều người trong số họ được sử dụng cho viễn thám Trái đất. Ví dụ, công ty Planet Labs của Mỹ đã phóng hơn 100 tàu vũ trụ được trang bị kính viễn vọng, máy ảnh và phần mềm để chụp ảnh bề mặt Trái đất với độ phân giải 3-5 m. vị trí. Để khảo sát đạt chất lượng cao, cần phân bố đều các vệ tinh trên quỹ đạo, nghĩa là cần thay đổi tốc độ quay của chúng quanh Trái đất. Planet Labs sử dụng các bảng thả xuống được cài đặt trên vệ tinh cho việc này: họ xoay chúng vuông góc với chuyển động của vệ tinh để làm chậm chuyển động của nó một cách đáng kể hoặc song song, nếu bạn cần làm nó chậm lại một chút.Phương pháp này là tốt, nhưng không lý tưởng: do giảm tốc, vệ tinh thường mất độ cao và dần dần mất quỹ đạo, bốc cháy trong khí quyển.
CUBESAT
Đây là một dạng vệ tinh nhân tạo siêu nhỏ, đơn vị cơ sở (1U) có kích thước 10 × 10 × 11,3 cm, trong đó có 10 × 10 × 10 cm để đặt trọng tải. Khối lượng của 1U không quá 1,33 kg. Một số khối tiêu chuẩn thường được kết hợp như một phần của một vệ tinh (được chỉ định 2U, 3U, v.v.). Số lượng phụ thuộc vào kích thước và trọng lượng của thiết bị cần đặt trên vệ tinh. Vì vậy, để khảo sát bề mặt Trái đất từ quỹ đạo, 3U là đủ, và sứ mệnh Mars Cube One đi đến sao Hỏa bao gồm hai vệ tinh CubeSat 6U - cần quá nhiều thiết bị cho một chuyến bay tầm xa như vậy.
Giải pháp sẽ là lắp đặt một động cơ thu nhỏ cho phép vệ tinh di chuyển mà không bị giảm độ cao và sau đó duy trì quỹ đạo ổn định. Tuy nhiên, hầu như tất cả các động cơ được sử dụng trên vệ tinh đều được thiết kế cho các tàu vũ trụ lớn. Và ngay cả khi có thể lắp một trong những động cơ hiện có vào vệ tinh nano, nó vẫn sẽ tiêu tốn quá nhiều năng lượng. Vệ tinh nhỏ, và các tấm pin mặt trời của nó cũng nhỏ, chúng sẽ không cung cấp đủ năng lượng để cung cấp năng lượng cho động cơ. Một hạn chế khác liên quan đến an toàn: bạn không thể sử dụng chất nổ, có nghĩa là sẽ không thể đưa lên vệ tinh, ví dụ như động cơ tên lửa đẩy chất lỏng chạy bằng hydrazine.
Bộ xương cacbon
Trong động cơ plasma của chúng ta, chất lỏng hoạt động là nhựa polyacetal, dần dần cháy ra, biến thành plasma, văng ra khỏi động cơ và do đó tạo ra lực đẩy khiến vệ tinh chuyển động. Ý tưởng sử dụng nhựa không phải là mới. Động cơ plasma đầu tiên trong không gian đã được thử nghiệm vào năm 1964 trên tàu thăm dò liên hành tinh tự động Zond-2 của Liên Xô, đã đi đến sao Hỏa. Một số động cơ plasma, trong quá trình phát triển mà giáo viên Viktor Aleksandrovich Khrabrov của tôi tham gia, chịu trách nhiệm định hướng của trạm trong không gian. Sự phát triển cũng dựa trên một chất lỏng hoạt động được làm bằng nhựa - nhưng không phải từ polyacetal, mà là từ nhựa fluoroplastic. Ưu điểm của vật liệu này là mật độ cao, nhiều vật liệu hơn có thể được bao bọc trong một khối lượng nhỏ.Nhưng cũng có một nhược điểm là khi sử dụng loại nhựa như vậy thì cần dòng phóng điện lớn. Nếu dòng điện không đủ, bề mặt của nhựa dẻo bị bao phủ bởi một lớp cacbon: chất dẻo không bay hơi hết, cacbon vẫn ở dạng màng mỏng và do tính dẫn điện của nó nên gây ra hiện tượng đoản mạch. Động cơ bị hư hỏng.
Khrabrov không gặp khó khăn như vậy đơn giản vì động cơ của ông lớn: ông có thể sử dụng các tụ điện xung cồng kềnh nặng nề tạo ra dòng phóng điện lớn.
Ý tưởng của tôi là làm cho động cơ plasma nhỏ hơn nhiều (kích thước của động cơ là 83x83x50 mm -
CP ). Tôi bắt đầu nghiên cứu các công thức hóa học của chất dẻo và thu hút sự chú ý đến polyacetal, bộ xương cacbon của nó không bao gồm chuỗi cacbon liên tục (-CCC-), như trong nhựa dẻo mà gồm các nguyên tử cacbon và oxi xen kẽ (-COC-) ... Việc sử dụng vật liệu này đã giải quyết được vấn đề màng carbon. Một lớp chất nào đó như dầu hoặc dầu vẫn hình thành trên bề mặt chất lỏng làm việc của động cơ, nhưng nó không dẫn điện và không ảnh hưởng đến hoạt động của bộ máy dưới bất kỳ hình thức nào.
Một tính năng khác của động cơ của chúng tôi là một hệ thống từ tính bên ngoài được làm bằng cuộn dây đồng. Với sự trợ giúp của nó, có thể hạn chế dòng phóng điện trong khi vẫn duy trì hiệu suất của động cơ.
Cuối cùng, chúng tôi đã có thể lắp đặt các tụ điện nhỏ gọn và nhẹ trên động cơ. Chế tạo một động cơ nhỏ không bao giờ là một vấn đề; thách thức là làm cho nó chạy từ một tụ điện nhỏ. Các nhà khoa học đã phải vật lộn với điều này trong hơn một năm.
Ngàn giờ trong quỹ đạo
Trong vài tháng tới, chúng tôi sẽ cải tiến động cơ, cải tiến công nghệ: chúng tôi sẽ cố gắng thay đổi cấu hình của các điện cực, kích thước và hình dạng của chất lỏng làm việc nhằm tăng lượng nhựa cung cấp và do đó tăng hiệu suất của động cơ. ... Vào cuối năm nay, các thiết bị của chúng tôi sẽ được thử nghiệm trên quỹ đạo - chúng sẽ đi vào không gian trên hai vệ tinh trên nền tảng OrbiCraft-Pro. Chúng tôi đã có thỏa thuận với các nhà phát triển của họ - công ty vũ trụ tư nhân Sputniks. Song song với các thử nghiệm trên quỹ đạo, chúng tôi sẽ thực hiện các thử nghiệm về sự sống trên Trái đất. Giả định rằng tuổi thọ của thiết bị của chúng tôi sẽ là khoảng 1.000 giờ.Rõ ràng, vào mùa hè năm 2022, tất cả các thử nghiệm sẽ hoàn thành và chúng ta có thể tự tin nói về tuổi thọ hoạt động, lực đẩy của động cơ, khả năng tương thích với thiết bị vệ tinh, v.v. Nếu mọi thứ suôn sẻ, thì chúng tôi sẽ thiết lập việc sản xuất hàng loạt động cơ.
"SPUTNIX"
Công ty vũ trụ tư nhân của Nga, một cư dân của Skolkovo. Phát triển công nghệ sản xuất các nền tảng vệ tinh, tế bào vi mô và hệ thống dịch vụ tế bào nano. Vào năm 2017, công ty đã tạo ra nền tảng vệ tinh OrbiCraft-Pro, một bộ công cụ xây dựng cho phép bạn lắp ráp các tế bào nano với nhiều cấu hình khác nhau, trên đó bạn có thể lắp đặt thiết bị khoa học.
Công ty cho biết:
Chúng tôi đã được liên hệ với đại diện của một dự án giáo dục để phát triển và sản xuất tàu vũ trụ. Họ dự định mua 10-15 động cơ mỗi năm. Orbital Express cũng đã thể hiện sự quan tâm, năm tới sẽ phóng vệ tinh của riêng mình lên quỹ đạo và muốn xem động cơ của chúng tôi trên đó, cũng như các nhà phát triển nền tảng nano nano khác ngoài Sputniks. Sự quan tâm đến sự phát triển của chúng tôi là khá lớn, điều đó thật tuyệt.
Plasma engine from MEPhI will be tested in space by the end of the year
Плазменный двигатель от МИФИ испытают в космосе до конца года
В МИФИ делают сверхмалый плазменный двигатель для наноспутников. Сложность в том, чтобы заставить его работать от маленькой конденсаторной батареи, над чем ученые бились много лет. В конце года аппарат планируют испытать в космосе. Подробностями о разработке, испытаниях двигателя на орбите и...
strana-rosatom.ru