Mikromotorky pro maličké satelity  
Iontový pohon velikosti poštovní známky by mohl rozhýbat doposud pasivní satelity nejmenších velikosti. Kdypak asi kosmická plavidla éry úsporné miniaturizace prolomí hranici viditelnosti pouhým okem?

 

Zvětšit obrázek
Iontový pohon 1 cm krát 1 cm krát 2 mm. Kredit: M. Scott Brauer, MIT

 

Zvětšit obrázek
Paulo Lozano. Kredit: M. Scott Brauer, MIT.

Éra velkých a drahých kosmických lodí je podle všeho pryč a vrátí se až ve věku Star Treku. Technologické laboratoře se teď předhánějí ve vývoji miniaturních zařízení pro nepatrné satelity, které by nemohl pilotovat možná ani hlodavec, natož primáti. Inu, co se dá dělat, snad nám virtuální realita a mozkové čipy brzy poskytnou důstojnou útěchu. Abychom nebyli nespravedliví, i maličké satelity mohou být zdatné a mohou nést pozoruhodné technologie, jen se při pohledu na ně občas neubráníme soucitnému úsměvu.

 

V tomto zřejmě nevyhnutelném trendu jede i výzkum Paula Lozana z MIT, který nedávno na konferenci Amerického institutu aeronautiky a astronautiky Joint Propulsion Conference představil roztomile miniaturní iontové motorky pro satelity těch nejmenších velikostí. Lozanovo zařízení pochopitelně příliš nepřipomíná objemné pohonné systémy včerejších a dnešních satelitů. Dotyčné mikromotorky ve tvaru kompaktních plátků čtvercového tvaru vypadají spíš jako mikročipy anebo jako futuristická poštovní známka. Mikromotorek je pokryt 500 mikroskopickými hroty, které při zapojení elektrického proudu vyzařují tenké svazky iontů. Motorky jsou na pohled opravdu titěrné, dovedou ale rozpohybovat satelit velikosti krabice od bot. Dokonce se jich na jeden takový satelit vejde několik, takže mu mohou poskytnout až překvapivě pestré možnosti ovládání.

 

V současné době se už poměrně běžně na oběžnou dráhu vypouštějí nanosatelity a pikosatelity, nejčastěji jako maličké kostky či kvádříky s jednoduchým vybavením. Jsou hodně levné, snadno se smontují a není tak těžké je dostat na oběžnou dráhu. Obvykle se přihodí k většímu nákladu a s ním se pak svezou nahoru. Potíž je v tom, že vzhledem ke své velikosti nemohou mít klasický pohon. Prostě by se do nich nevešel. Po vypuštění na nízkou oběžnou dráhu se nechávají jen tak nést fyzikálními silami a když nadejde jejich čas, tak shoří v atmosféře. Když se něco pokazí, tak shoří dřív. Pokud bychom je vypouštěli na vzdálenější oběžné dráhy, vydržely by tam sice déle, možná i na věky, ale zase by se tam z nich snadno mohl stát nebezpečný kosmický odpad.

 

 

Zvětšit obrázek
Iontové mikromotorky. Kredit: M. Scott Brauer, MIT.

 

Zvětšit obrázek
Test mikromotorku na magneticky levitujícím satelitu ve vakuové komoře. Kredit: M. Scott Brauer, MIT.

Srážka i s tak malým satelitem by mohla mít pro jiné kosmické plavidlo fatální důsledky. Kdyby ale maličké satelity měly svůj vlastní pohon, hned by to bylo jiné. V případě potřeby by mohly manévrovat a po propuštění za služby by zamířily dolů do atmosféry. Dokonce by prý mohly fungovat jako orbitální popeláři a nasměrovat k zániku vysloužilé satelity. Na oběžné dráze by se hned dýchalo volněji.

 

Lozanovy mikromotorky jsou tak maličké, že by se na celkové hmotnosti i těch nejmenších dnešních satelitů projevily jen nepatrně. Skládají se z několika vrstev porézního kovu a vespod mají malý zásobník kapaliny s volnými ionty. Každá z vrstev směrem odzdola nahoru má menší a menší póry, kterými ionty putují až do hrotů na svrchní straně motorku, z nichž pak tryskají do volného prostoru. Jeden mikromotorek dovede vyvinout tah 50 mikronewtonů. Na zemském povrchu by to opravdu nebyl žádný zázrak a motorek by tu sotva pohnul kouskem papíru. Na oběžné dráze ale rozpohybuje jednokilový satelit.

 

 

Zvětšit obrázek
Pikosatelit SwissCube. Pohon by se mu jistě hodil. Kredit: EPFL.

Velikost mikromotorků, snadné ovládání jejich tahu jemnými změnami elektrického proudu a nízká spotřeba energie je už teď předurčují k nadšenému využití konstruktéry satelitů nejmenších velikostí. Vývojáři si budou moct hrát s konstrukcí zajímavých sestav mikromotorků. Možná se brzy na oběžné dráze setkáme se satelity, které budou mrskat plochými panely se soustavou mikromotorků, jako kosmická ryba ocasem.


 

 

Prameny:

MIT News 17.8. 2012, Gizmag 18.8. 2012, Wikipedia (Miniaturized satellite).


 

Datum: 19.08.2012 20:25
Tisk článku

Energie bez konce - Vynálezy, koncepty, řešení - von Rétyi Andreas
 
 
cena původní: 279 Kč
cena: 240 Kč
Energie bez konce - Vynálezy, koncepty, řešení
von Rétyi Andreas

Diskuze:

CubeSaty s vlastnim mikropohonem

Martin Hodan,2012-08-25 03:43:05

Vice infa zde:

http://www.kosmo.cz/modules.php?op=modload&name=XForum&file=viewthread&tid=651&pid=88098#pid88098

Vetsina CubeSatu "zneuziva" vzacne HAM kmitocty predevsim v oblasti 435-438MHz a 145.800-145.999 MHz. Jde o to, ze vetsina takovych experimentalnich satu s HAM kmitoctama neslouzi primarne pro HAM ucely a tak by meli tyto saty pouzivat mene vyuzitelna pasma okolo 2400-2450MHz, kde to tolik nevadi.
Pochopitelne, pokud by CubeSat mel na palube HAM aplikaci jako je treba radioamatersky crossband prevadec, tak nic nereknem a naopak takovy sat, ktery se vypousti obvykle ve vyskach 300-400km a ktery by mel HAM prevadec, tak by bylo dobre, aby mel vlastni pohon, aby se doskrabal do idealni vysky pro pokryti Zeme 700-1500km. A po 20 letech by mohl zabrzdit iontovym pohonem, aby spadl do atmosfery z LEO.
CubeSaty, ktere jsou primarne pro ruzne experimenty, by nemeli letat vyse nez ISS, aby se sami narazem do molekul vzduchu dostali po case do atmosfery ke shoreni. Pripadne by tomu mohl pomoci tento iontovy mikropohon, kdy se CobeSat otoci a zacne brzdit a tim zacne padat do atmosfery rychleji.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace