Von russischen Wissenschaftlern für CubeSat entwickelte Plasma-Engine befindet sich in den letzten Tests
Eine gemeinsame Gruppe von MEPhI-Wissenschaftlern und Vertretern von Sputniks gab bekannt, dass sie eine aktive Phase der Erprobung eines Plasmamotors für kleine Raumfahrzeuge begonnen haben.
Experten zufolge wird ein solches Antriebsgerät also Nanosatelliten am Ende ihres "Lebens" ermöglichen Zyklus "senke selbstständig seine Umlaufbahn und lenke sie schnell in die dichten Schichten der Atmosphäre und verbrenne sie ihr.
Warum brauchen Nanosatelliten überhaupt Motoren?
Derzeit werden Nanosatelliten nach dem Format produziert CubeSat, Antriebssysteme sind einfach nicht vorgesehen. Aus diesem Grund sind sie nicht in der Lage, die Umlaufbahn selbstständig zu ändern. Es stellt sich heraus, dass ungeordnete und verbrauchte Nanosatelliten bis zu zehn Jahre im Orbit herumhängen und damit das Risiko von Kollisionen mit anderen Objekten erhöhen.
Es ist ziemlich schwierig, ein Kraftwerk auszuwählen, das Nanosatelliten zulässt, da es für solche Installationen starke Einschränkungen hinsichtlich Gewicht und Abmessungen gibt. Die Sicherheitsanforderungen erlauben auch nicht die Verwendung von explosiven Mitteln sowie von Druckgasflaschen, und es stellt sich heraus, dass ein Plasmamotor die am besten geeignete Option ist.
Als Referenz. Ein Plasmatriebwerk ist eine spezielle Unterart eines elektrischen Raketentriebwerks. Bei einer solchen Anlage wird das Gas in den Arbeitsringbereich geleitet, während der äußere Teil nichts anderes als die Anode ist und der innere, näher am Auslass liegende, die Kathode ist.
In diesem Fall wird beim Anlegen der Betriebsspannung an die Elektroden eine ionisierende Entladung und ein Plasma gebildet. Und das bereits so gewonnene Plasma beginnt sich durch die Wirkung der Lorentzkraft in Richtung Austritt aus der Arbeitszone zu bewegen und bildet so den nötigen Schub.
Unter normalen Bedingungen ist eine enorme Energiemenge erforderlich, um ein Plasma-Triebwerk in Betrieb zu halten. Aber russischen Ingenieuren von MEPhI gelang es, einen solchen Motor aus einer kleinen Kondensatorbank zu starten.
Die von den Ingenieuren erstellte Anlage trägt den Namen VERA (Volume-Effective Rocket-Propulsion Assembly) und wiegt nur 400 Gramm und misst 89 x 95 x 60 mm.
In diesem Fall wird Polyacetal-Kunststoff als Arbeitsflüssigkeit in der Anlage verwendet. Der ausgebrannte Kunststoff wird in Plasma umgewandelt und aus der Triebwerksdüse ausgestoßen und bildet so den nötigen Schub.
Nach vorläufigen Berechnungen beträgt der Nennschub VERA also 20 Mikronewton. Und im Nachbrennermodus kann der Motor theoretisch bis zu 50 Mikronewton liefern.
Ingenieure haben bereits damit begonnen, die sogenannten Zündversuche des VERA-Antriebssystems durchzuführen, und wenn alles nach Plan läuft geplant, dann sollen 2022 die Triebwerke direkt im Orbit als Teil von Nanosatelliten der CubeSat 3U.
Durch den Einsatz von Plasmatriebwerken auf Nanosatelliten können die Entwickler laut den Entwicklern die Umlaufbahnhöhe unabhängig einstellen. und nach Abschluss ihres Betriebs die Umlaufbahn verlassen und so die Zeit vor ihrer Verbrennung in den oberen Schichten um das Dreifache verkürzen Atmosphäre.
Mal sehen, wie russische Plasmamotoren auf Nanosatelliten "wurzeln" werden.
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