Ledu varomi CubeSat palydovai

Šie lengvi, nebrangūs palydovai gaminami iš litro tūrio modulių, yra populiarūs studentų projektų objektai. Atsidūrę Žemės orbitoje, jie gali vykdyti tikrą mokslą, pavyzdžiui, stebėti atmosferą ar ieškoti egzoplanetų.

Bet kadangi jie neturi nuosavo gero reaktyvinio variklio, jie negali ilgiau išsilaikyti orbitoje ir kontroliuoti savo orientacijos, sako Angelo Cervone iš Nyderlandį Delftų technologijų universiteto. „Pasiekėme maksimalų lygį to, ką galima nuveikti su mažu palydovu be tokios sistemos.“

Tad Cervone ir jo kolegos sukūrė ledu varomą raketą. CubeSate būtų 100 gramų vandens ledo. Atsidūręs kosmose, ledas sublimuotų ir leistų garų molekules. Tada jos atsitrenktų į karštą skydelį ir prieš išlėkdamos, būtų įgreitinamos ir taip sukurtų stūmą. Prototipas gali skristi jau po kelių metų.

Iššūkiai

Ledu varoma reaktyvinė sistema gali gerai veikti, sako Paulo Lozano, MIT Reaktyvinio judėjimo laboratorijos direktorius, kuriantis CubeSat reaktyvinę sistemą, paremtą elektringų dalelių greitinimu.

„Jis paremtas kietu reaktyviniu kuru, ir tai visada gera mintis,“ sako jis. „Jei turite ką nors, kas gali sprogti, tai gali kelti grėsmę pagrindiniam kroviniui. Iššūkis bus išlaikyti ledą ledu visą laiką.“

Cervone ir jo komanda tebesprendžia, kaip išlaikyti ledą, kol palydovai laukia pakilimo, nes tai gali reikšti ištisas dienas paleidimo aikštelėje. Būtų galima užšaldyti vandenį pakilus į orbitą, tačiau tai komplikuotų dizainą.

CubeSat stūmos sistemų arenoje darosi ankšta – be ledo raketų ir Lozano „Electrospray Thruster“, grupė Michigano universiteto tyrėjų vysto trečią raketą, naudojančią elektringas daleles.

Bet skirtingi CubeSat stūmos tipai gali gyvuoti drauge, pažymi Cervone, kadangi skiriasi raketoms keliami reikalavimai. Pavyzdžiui, kuro ekonomija svarbiausia tolimoms kelionėms, tokioms, kaip skrydžiams į asteroidus ar išorines planetas. Tam geriausiai tiktų elektringų dalelių reaktyviniai varikliai. Bet orbitos koregavimui ir orientacijos kontrolei reikia galingesnės stūmos, o kuro turi užtekti tik numatytam palydovo darbo laikui – tam geriausiai gali tikti ledo raketa.

Šaltinis: Acta Astronautica, DOI: 10.1016/j.actaastro.2014.12.003

Bas den Hond
New Scientist