Dzisiejsze satelity na orbicie okołoziemskiej są napędzane silnikami odrzutowymi, które pomagają im zbliżać się do orbity i pozostawać na niej.
Dzisiejsze silniki odrzutowe do satelitów wykorzystują energię elektryczną do jonizacji i napędzania cząstek ksenonu w celu wytworzenia ciągu. Ponieważ atomy ksenonu są zjonizowane, mogą tworzyć łańcuch ze względu na swoją wagę. Wyzwaniem związanym z wykorzystaniem ksenonu do pokładowych satelitów jest to, że gaz jest rzadki, drogi i trudny do przechowywania.
Nowy napęd elektryczny, niedawno przetestowany i wprowadzony na orbitę, wykorzystuje alternatywne paliwo – jod. Test orbitalny został przeprowadzony przez firmę ThrustMe, przy użyciu jodu jako propelentu. Firma ThrustMe wierzy, że jej silnik można wykorzystać do obniżenia kosztów i zwiększenia wydajności satelitów w porównaniu z obecnymi technologiami.
Główną zaletą używania jodu jest to, że jest on obfity i tańszy niż ksenon. Kolejną wielką zaletą jodu jest to, że można go przechowywać w postaci stałej bez kompresji. Przed testem orbitalnym silniki jodowe były wykorzystywane w testach naziemnych, które wykazały, że technologia ta może być zastosowana w małych silnikach statków kosmicznych.
W testach orbitalnych naukowcy firmy użyli jodu do zasilania
-funtowego satelity CubeSat. Silnik testowy nosi nazwę NPT30I2 i został wystrzelony 6 listopada 2020 r. Po wejściu na orbitę z powodzeniem manewrował, a naukowcy odkryli, że jod może osiągnąć wyższą wydajność jonizacji niż ksenon.
Firma ThrustMe uważa, że oprócz wszystkich wymienionych powyżej korzyści, silniki na bazie jodu mogą być znacznie mniejsze i prostsze niż obecnie stosowane w satelitach. Mniejsze silniki satelitarne to więcej miejsca na ładunki i narzędzia w tym samym rozmiarze ramy. Prostszy silnik oznacza mniejsze ryzyko awarii. Głównym powodem, dla którego silniki jodowe mogą być znacznie mniejsze, jest to, że nie mają zbiornika wysokociśnieniowego, ponieważ jod może być przechowywany w postaci stałej.
Po udanej demonstracji można przejść do kolejnych etapów programu testowego w celu opracowania układu napędowego. W oczekiwaniu na testy orbitalne silników na małą skalę naukowcy opracowali również wersje o zwiększonej wydajności. Ponadto członkowie zespołu pracują również nad szeroko zakrojonym programem testów naprężeń naziemnych w celu zbadania ograniczeń tej technologii.
Ponieważ ceny wystrzelenia satelitów nadal spadają dzięki firmom takim jak SpaceX i innym, oczekuje się, że duża liczba satelitów zostanie umieszczona na orbicie w ciągu następnej dekady. ThrustMe chce znaleźć sposób na uczynienie satelitów bardziej przystępnymi cenowo i wydajniejszymi, co umożliwi dalszą eksplorację i analizę naszej planety i wszechświata. Chociaż projekt ma się dobrze, naukowcy zauważają, że stoją przed wyzwaniami.
Jednym z wyzwań jest korozyjny charakter jodu, wymagający ochrony ceramicznych elementów satelitów. Kolejnym wyzwaniem jest skrócenie czasu reakcji jodowanego silnika, aby dopasować go do obecnych elementów ksenonowych. Tego rodzaju technologia może mieć istotne implikacje dla wszystkich gałęzi przemysłu.
Być może w przyszłości firmy takie jak SpaceX i inne, które chcą otoczyć planetę konstelacją satelitów, aby zapewnić łączność z Internetem, będą mogły wykorzystać nowy układ napędowy. Pomogłoby to uczynić satelity tańszymi, co z kolei spowodowałoby, że usługa ta byłaby tańsza, umożliwiając większej liczbie osób korzystanie z niej. Niedawno SpaceX umieścił na orbicie 53 dodatkowe satelity Starlink i planuje dziesiątki tysięcy dodatkowych satelitów otaczających planetę.
REKLAMA