НАСА спутник CubeSat выпустят на низкую околоземную орбиту, чтобы продемонстрировать новый тип двигательной установки. Неся пинту жидкой воды в качестве топлива, система разделит воду на водород и кислород в космосе и сожжет их в крошечном ракетном двигателе.
Nasa's Pathfinder Technology Demonstrator, или PTD, серия миссий демонстрирует новые технологии CubeSat на низкой околоземной орбите, обеспечивая значительное повышение производительности этих малых и эффективных космических аппаратов. Первая миссия серии, PTD-1, планируется запустить в этом месяце на борту ракеты SpaceX Falcon 9 на транспортер-1 миссии с мыса Канаверал космической станции во Флориде. В другом проекте НАСА также посылает рой из трех CubeSats, известный как V-R3x , чтобы продемонстрировать автономные радиосети и навигацию .
"У нас есть потребность в малых космических двигательных установоках ", сказал Дэвид Майер, PTD-1 руководитель проекта в НАСА Эймс исследовательский центр в Силиконовой долине Калифорнии. "Необходимость заключается во многих причинах: достичь места назначения, поддерживать орбиту, маневрировать вокруг других объектов в космосе, или изменить орбиту, помогая космическим аппаратам в конце жизни , чтобы быть хорошими распорядителями во все более суматошной космической среде ".
Это вызывает серьезную озабоченность, поскольку космические аппараты могут стать орбитальным мусором в конце своих миссий. Чем дольше несуществующие космические аппараты остаются на орбите, тем больше вероятность столкновения космических аппаратов с космическими аппаратами, что создает больше мусора.
Вода как топливо
Выбор топлива, используемого в двигательных установках космических аппаратов, может быть использован с серьезными мерами предосторожности. Традиционные высокую производительность топлива создают риски, включая токсичность, воспламеняемость и волатильность. Использование такого ракетного топлива для космических двигательных установок требует принятия обширных мер безопасности, что приводит к повышению стоимости полетов.
"Чтобы сделать эти двигательные установки осуществимыми для CubeSats, хорошая пропульгативная производительность должна быть сбалансирована безопасностью", сказал Майер. "ПТД-1 будет удовлетворять эту потребность с первой демонстрацией водной электролизной двигательной установки космического аппарата в космосе".
Двигательная установка ПТД-1 будет производить газовые топлива - смесь водорода и кислорода - из воды, только при активации на орбите. Система пропускает электрический ток через воду, чтобы разделить молекулы воды на водород и кислородные, в процессе, называемом электролизом. Солнечные батареи CubeSat используют энергию Солнца для снабжения электроэнергией, необходимой для работы миниатюрной системы электролиза.
Эти газы являются более энергетическим топливом, чем вода; сжигание водорода и кислородного газа в ракетном двигателе генерирует больше тяги, чем использование пара в качестве рабочего тела . Это говорит о лучшем балансе между производительностью и безопасностью движения космических аппаратов, что означает, что CubeSats получит больше за доллар.
"Что нового в том, что эта система использует воду в качестве топлива? Это по сути простая и безопасная система ", сказал Майер. "Эта миссия покажет, что мы можем использовать водный электролиз в ракетном двигателе в космосе - это очень здорово".
Вода является недорогим «зеленым» ресурсом для движения, нетоксичным и стабильным. Зеленые топлива, такие как вода, легче в обращении, дешевле получить, и безопаснее интегрировать в космические аппараты.
"Нам запрещено использовать высокую производительность двигательных установок в CubeSats из-за характера, как мы запускаем эти миссии, а именно, будучи прикреплены к другим космическим аппаратам", сказал Майер.
Большинство CubeSats и других малых космических аппаратов запуска в космос в качестве вторичной полезной нагрузки, часто верхом в космос наряду с большими и более дорогими полезной нагрузки. Использование традиционных "высокую производительность" ракетного топлива для двигателей CubeSat избежать, потому что бортовое присутствие таких видов топлива увеличит риск полета для других полезных нагрузок и ракеты-носителя. Неспособность использовать эти виды топлива ограничивает производительность малых двигательных установок космических аппаратов.
"Вода является самым безопасным ракетным топливом я знаю", сказал Майе
Низкобюджетная и эффективная двигательная система
Космический аппарат PTD-1 представляет 6-единицу CubeSat, сравнимую по размерам с обувной коробкой. Его летная демонстрация, длившаяся от четырех до шести месяцев, будет проверять производительность двигателей с помощью запрограммированных изменений скорости и высоты космических аппаратов, выполненных двигателями на водном топливе. Миссия покажет, что эта безопасная система с низкой стоимость, и высокой производительность двигательной установки работает в космосе и проложит путь для эксплуатации в небольших космических аппаратов миссий.
Квалификация полетов и демонстрация этой технологии повышают мобильность и возможности малых космических аппаратов для использования в будущих научно-исследовательских миссиях. Эта технология может быть применена в будущих глубоководных миссиях с использованием водных ресурсов, найденных у Земли, таких как кометы или Луна и Марс.
Двигательная система, названная Hydros, была разработана компанией Tethers Unlimited, Inc. в Ботелле, штат Вашингтон. Эта технология была первоначально разработана в соответствии с контрактом НАСА малого бизнеса инновационных исследований, а затем созрели в рамках партнерства НАСА Tipping Point. Bus ptD был разработан компанией Tyvak Nano-Satellite Systems, Inc. в Ирвине, штат Калифорния. Tyvak также выполняет интеграцию полезной нагрузки и операции для миссии PTD-1. Компания Spaceflight Inc. из Сиэтла предоставляет услуги по интеграции и езде на борту космического аппарата ПТД-1.
Исследовательский центр НАСА Эймс в Силиконовой долине Калифорнии управляет серией PTD. Исследовательский центр НАСА Гленн в Кливленде сотрудничает в качестве ведущего полезной нагрузки на миссии PTD-1. Миссия запускается в рамках НАСА Образовательный запуск nanosatellites 35, предоставляемые CubeSat Запуск инициативы, которая находится в ведении НАСА по исследованию человека и операций Миссии директората. Миссия PTD управляется и финансируется программой малых космических аппаратов в рамках Управления космических технологий НАСА.
P/S Перевод статьи с официального сайта НАСА
Подписывайтесь на канал, ставьте лайки .
