Миниатюрный двигатель для межпланетных миссий, 5 фото и 1 видео для заинтересованных

Основные элементы нового двигателя построены по технологиям микроэлектромеханических систем, а потому могут выпускаться серийно и недорого.
Экономичный привод для малых спутников позволит им превращаться в межпланетные станции, способные на самостоятельные рейсы к Луне, астероидам или Марсу. В силу дешевизны подобных аппаратов они могут революционизировать изучение космоса.

Инженеры из политехнической школы Лозанны (EPFL) построили прототип ионного двигателя под названием MicroThrust. Он предназначен для космических аппаратов весом от 1 до 100 килограммов. Такие аппараты, нередко создаваемые в университетах и институтах, обычно запускают как дешёвую попутную нагрузку вместе с более крупными спутниками. При этом малыши остаются на тех орбитах, на которые их доставила ракета-носитель.
Но представьте, как расширились бы возможности учёных, если бы недорогие «разведчики» могли самостоятельно разлетаться по Солнечной системе, не нуждаясь в крупных разгонных блоках или в объединении с редкими и дорогими флагманскими межпланетными миссиями.
Основная идея проекта: освобождение пико- и наноспутников от оков околоземной орбиты (иллюстрация EPFL).
В разработке сверхкомпактного космического привода помимо EPFL как ведущей организации примает участие целый ряд институтов и компаний Великобритании, Нидерландов и Швеции. Учёные и инженеры уже создали несколько макетов и моделей, а недавно на свет родился первый рабочий образец двигателя MicroThrust.
Этот двигатель весит менее 200 граммов, включая управляющую электронику и даже топливо (порядка 100 г). Он может быть легко интегрирован в спутник размером всего 10 х 10 х 10 сантиметров, а ведь это известный и набирающий популярность формат CubeSat.
Новый двигатель европейцы также называют «электроспреем». Его принцип прост. Высокое напряжение, прикладываемое между капилляром и электродом, заставляет ионную жидкость формировать конус, с конца которого поле вырывает отдельные ионы. Добавочный разгонный электрод (на рисунке не показан) может значительно увеличить скорость этих частиц (иллюстрация EPFL).

Запас рабочего тела в MicroThrust представляет собой не газ, а ионную жидкость. Этим двигатель тоже отличается от предшественников. Авторы устройства выбрали состав EMI-BF4, применяемый в ряде областей техники в роли электролита.
Во время работы устройства данная жидкость за счёт капиллярных сил поступает в микроскопические кремниевые сопла. Более тысячи таких отверстий на каждый квадратный сантиметр расположены на поверхности крошечных чипов, составляющих сердце двигателя.
На конце сопла ионы извлекаются из жидкости за счёт сильного электрического поля. Для его генерации чипы снабжены решётчатыми электродами. К ним прикладывается напряжение в четыре тысячи вольт.
Схема новинки. Основу устройства составляют микрочипы с тысячами сопел-капилляров (вверху справа). Каждое такое сопло (внизу) напрямую сообщается с топливным баком, содержащим ионную жидкость. Правее капилляра видны извлекающий и ускоряющий электроды. Вверху слева показан один из спутников, на котором может быть применён новый ионный двигатель (иллюстрация EPFL).
Ионы покидают чипы со скоростью до 10 км/с, создавая тягу до 100 микроньютонов (при удельном импульсе примерно в 3000 секунд). При этом полярность поля ежесекундно меняется, так что для формирования реактивной струи в новой конструкции используются и положительные, и отрицательные ионы.

Опытные чипы с одним и девятнадцатью капиллярами под микроскопом. Готовые устройства представляют собой квадратики со стороной 1 см (фотографии EPFL).
Хотя для работы этого двигателя необходимо высокое напряжение, расходуемая им энергия более чем скромна. MicroThrust способен уложиться в возможности небольших солнечных батарей типичного наноспутника, поскольку потребляет менее 4 ватт мощности.
Ускорение, развиваемое подобным аппаратом, очень невелико. Но за шесть месяцев работы устройства MicroThrust всего 100 миллилитров топлива смогут перенести 10-сантиметровый спутник с околоземной орбиты к Луне, утверждают авторы проекта. При этом скорость такого «исследователя» будет постепенно увеличена с начальных 6,7 до 11,7 км/с.

Пробная решётка с 19 соплами была протестирована в вакуумной камере (фотографии EPFL).
Сейчас европейские учёные занимаются доводкой конструкции двигателя. По их словам, на отладку и тесты уйдёт ещё год. И уже известны пилотные миссии, в которых будет использован новый привод.
Во-первых, речь идёт об орбитальном мусорщике CleanSpace One, создаваемом в EPFL. А во-вторых, устройство MicroThrust должно быть установлено на спутниках голландского проекта OLFAR. Последний предусматривает развёртывание вдали от Земли целого роя наноспутников. Сообща они сформируют низкочастотный радиотелескоп с апертурой в десятки километров.



Добавлено в 14:56
Швейцарцы указывают, что запуск аппарата CleanSpace One может состояться года через три-четыре, а проект OLFAR должен быть реализован в течение десятилетия.


ВСЕ. спасибо за внимание.
источник

Это сообщение отредактировал Cтpaнниk - 3.04.2012 - 14:59

охренительная тема.

опа.. чую я начал стареть и не доживу до момента освоения космоса человеком

я жалею что не родился хотя бы лет на 100-150 позже, уже бы осваивали близлежащие планеты

Весело)))
Я тоже об этом думал. Не буду углубляться, но это - фикция....

Эксперты, на фейк не похоже?
Если это правда - нас ждет отличное будущее:)

Это сообщение отредактировал ddeam - 3.04.2012 - 15:27

Если бы этот агрегат еще и выводил на орбиту микроспутник, то тогда ему бы цены не было
А так - хуйня!

Это сообщение отредактировал MAXIMKA - 3.04.2012 - 15:41

Прообраз был разработан в СССР в 1929-1933 гг.
Сканировал из книги своего детства, "Космонавтика сегодня и завтра", С.П. Уманский, 1986 г.

Это сообщение отредактировал kolden - 3.04.2012 - 16:06

похоже на правду, теоретически возможно

Ну это не совсем так, коллега!

Принцип другой

Эх... хочу в будущее хотя бы лет на 100 в перед

а де там нахуятор? он же в каждом автомобиле биля...!
или оно на другом принципе путешествует?

Это сообщение отредактировал Гоняло - 3.04.2012 - 18:54

Этот лучше дешевле и быстрее

Это сообщение отредактировал hiniken - 3.04.2012 - 19:18

Ионные двигатели давно известны... Их основной недостаток - микроскопическая тяга. 100 микроньютонов, в данном случае, - это величина тяги порядка 10 миллиграмм. Т.е. очень, очень маленькая тяга. Хотя, если технология будет очень дешевой, то, вероятно, возьмёт количеством, в конце-концов. Я только "За"!

Этож струйный принтер!

"Ионы покидают чипы со скоростью до 10 км/с,
При этом скорость такого «исследователя» будет постепенно увеличена с начальных 6,7 до 11,7 км/с."

Это спутник будет лететь со скоростью превышающей возможности двигателя ?
Это вообще возможно ?

щас можно сесть на машину и осваивать близлежащие деревки - поверьте там гораздо больше можно найти)

интересное устройство в свете унифицированыых размеров микроспутников. Их (двигатели), кстати, можно набирать в секции, блоки, в зависимости от размеров спутника. А выводить на орбиту его будет носитель, там можно гамузом их много запустить. Такие унифицированные уже с пяток летают над нами.....

Ну в космосе все не совсем так,как на земле.Если есть тяга , т.е. ускорение то скорость будет увеличиваться до тех пор пока оно есть(перечитал фразу понял что от КЭПа),в итоге объект в космосе может разогнаться до оч. больших скоростей.А когда топливо кончиться ,он будет продолжать свой полет на набранной скорости бесконечно,если только не врежется во что-то(сообщив этому чему-то импульс кстати =),либо пока не затормозит тем же двигателем,применив его в обратную сторону и получив обратную тягу т.е. обратное ускорение. В космосе "ручника" нет и мне вот кстати интересно,а кроме разгона тов. разработчики учитывают расход топлива на торможение?или на гравитациионое поле небесных тел рассчитывают?

Это сообщение отредактировал Бошк - 4.04.2012 - 12:40

На картинке Thrust - "тяга" не в ту сторону нарисована.
Чую, это британские ученые...

Бошк
Суть вопроса в том что для классических двигателей реактивной тяги при реакции в сопле газы разлетаются в разные стороны т.е. если газ из сопла вырывается со скоростью 10 км\с то и корабль быстрее этих 10 км\с он разогнать не сможет - отсюда и вопрос про возможности двигателя.
Тут дело не в том что это в космосе, а в том что при создании тяги, т.е. при разгоне иона относительно ускоряющего электрода ион выталкивается со скоростью до 10 км\с при этом тяга создаётся за счёт обратной силы т.е. ион набирает скорость от 0 относительно "корабля" до 10 км\с относительно "корабля" за счёт чего отталкивает электрод от себя с тем же усилием что и создаёт тягу - так что тут скорость не имеет критического значения. Ну на скока я понял.