211service.com
Kampania Kickstarter chce wysłać małe satelity z orbity ziemskiej
Minisatelita, nie większy niż bochenek chleba, może zepchnąć się z orbity Ziemi już w przyszłym roku, jeśli kampania crowdfundingowa wspierająca rozwój maleńkiego układu napędowego się powiedzie. Gdyby tak mały statek kosmiczny mógł operować daleko od Ziemi, mógłby pewnego dnia odbyć niedrogie ekspedycje na asteroidy, Marsa i dalej.
Kosmiczny bochenek: Ten rendering artysty pokazuje trzyczęściowy CubeSat z jednostką napędową.
Międzyplanetarne statki kosmiczne są zazwyczaj większe niż samochód, kosztują od setek milionów do miliardów dolarów, a ich opracowanie i uruchomienie zajmuje wiele lat. W ostatnich latach naukowcy zastanawiali się, jak wysłać małe satelity, zwane CubeSats, które zostały wystrzelone na orbitę okołoziemską w ciągu ostatniej dekady, głównie przez zespoły uniwersyteckie, znajdujące się dalej w oddali.
Naukowcy z Uniwersytetu Michigan mają projekt układu napędowego, który według nich jest gotowy do wysłania CubeSata na ekspedycję w kosmos. Ich kampania na strona pozyskiwania funduszy Kickstarter prosi o 200 000 $ na rozwój potrzebny do uruchomienia testowego w przyszłym roku.
Od 4 lipca ponad 800 osób zadeklarowało ponad 32 000 USD na projekt CubeSat Ambipolar Thruster. To daleko od ostatecznego celu, ale wydaje się, że kampania odniesie sukces dzięki zainteresowaniu niektórych darczyńców o głębokich kieszeniach. Mieliśmy już kilka osób, które skontaktowały się z nami i powiedziały nam, że chcą po prostu sfinansować całość, mówi kierownik zespołu Benjamin Longmier . Naukowcy z Michigan ubiegali się również o granty od agencji rządowych USA.
Satelita może wystrzelić za rok, mówi Longmier, i wyruszyć w podróż międzyplanetarną po przetestowaniu na niskiej orbicie okołoziemskiej. Nie jest jasne, jak długo przetrwa, ale na stronie Kickstartera zespół żartuje, że za 100 milionów lat mała sonda będzie mogła zostać znaleziona i wystawiona w muzeum w układzie Alpha Centauri.
Żaden CubeSat nie opuścił wcześniej orbity Ziemi, ale zespół z Michigan uważa, że jego system napędowy rozwiązuje kluczową barierę dla tańszej eksploracji międzyplanetarnej. CubeSaty są wykonane z jednego lub więcej 10-centymetrowych pudełek na przyrządy i latają autostopem na orbitę z większym, droższym statkiem kosmicznym. To ogranicza rodzaje systemów napędowych, które można zainstalować na CubeSat. Powszechne systemy wykorzystujące wybuchowe chemikalia lub gazy pod wysokim ciśnieniem do wytwarzania ciągu stanowiłyby zbyt duże ryzyko dla droższych partnerów startowych CubeSata. Prawie wszystkie ze 100 lub więcej CubeSatów wypuszczonych do tej pory nie miały żadnego układu napędowego.
System Michigan nie stanowiłby zagrożenia dla startu, z którym leciał autostopem, ponieważ używałby niewybuchowego paliwa, takiego jak jod lub woda przechowywana w bezciśnieniowym pojemniku.
Aby napędzać satelitę, grzejnik odparowywałby paliwo, wysyłając neutralne atomy gazu do małej komory. Antena radiowa wokół tej komory zasilałaby gaz, powodując zderzenia, które wybijałyby elektrony z atomów gazu, tworząc plazmę. Magnes trwały w kształcie pierścienia przyspieszałby następnie te naładowane cząstki przez dyszę, aby wypchnąć CubeSata w przeciwnym kierunku.
Zespół z Michigan twierdzi, że jego system mógłby zmieścić się w jednym 10-centymetrowym module trzyczęściowego CubeSata i napędzać go z prędkością do 10 kilometrów na sekundę. To wystarczyłoby, aby wypchnąć satelitę co najmniej milion kilometrów od Ziemi, z grawitacyjnego uścisku planety.
Paulo Lozano , dyrektor laboratorium napędów kosmicznych w MIT, mówi, że ma pewne wątpliwości co do projektu. Plazma będzie musiała być niezwykle gęsta, aby dostarczyć jony do ciągu, mówi, a plazma o dużej gęstości ma tendencję do uszkadzania wszystkiego, z czym się styka. Jeśli są w stanie to zrobić, to świetnie, mówi Lozano, który opracowuje kolejny elektryczny system napędowy, który do generowania ciągu wykorzystuje jony w słonych cieczach, a nie w plazmie.
Longmier odpowiada, że magnes, który kieruje wyrzut jonów z silnika, również zapobiegnie kontaktowi większości plazmy ze ścianami komory, dając wystarczająco dużo czasu CubeSatowi na ucieczkę z orbity Ziemi. Wygląda na to, że za pomocą naszego małego silnika możemy przetworzyć do około 10 do 20 kilogramów paliwa, mówi Longmier, a symulacje sugerują, że do wysłania CubeSata poza Ziemię potrzeba mniej niż trzech kilogramów. Erozja, jak mówi, wydaje się nie być problemem.
Inne komponenty statku kosmicznego – takie jak systemy zasilania i komunikacji – wciąż muszą zostać opracowane, aby CubeSaty mogły wiele robić, gdy są daleko od Ziemi. Ale za kilka lat mogą zostać wysłani do badania asteroid lub poszukiwania oznak życia na odległych lodowych księżycach, pisze zespół na swojej stronie Kickstarter. Ze względu na swoje rozmiary, drobne sondy mogą być w stanie wykonać tylko jeden rodzaj pomiaru w każdym miejscu, zamiast przewozić wiele instrumentów, jak tradycyjne statki, ale Lozano mówi, że mają jedną dużą przewagę nad większymi misjami: są bardzo tanie.