Nanosatelity podbiją kosmos?
W laboratoriach EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) powstaje miniaturowy silnik, który ma pozwolić nanosatelitom na eksplorację kosmosu. Dzięki niewielkim rozmiarom i symbolicznemu zużyciu paliwa nowy silnik rozpocznie epokę taniego podboju przestrzeni kosmicznej.
Silnik jonowy MicroThrust będzie ważył kilkaset gramów i jest przeznaczony do pracy z satelitami ważącymi 1-100 kilogramów.
Prototyp, który trafi do sprzątających przestrzeń okołoziemską satelitów CleanSpace One oraz do holenderskich OLFAR rejestrujących sygnały radiowe, będzie ważył, wraz z całą elektroniką oraz paliwem, zaledwie 200 gramów.
Obecnie nanosatelity są przywiązane do orbit. Naszym celem jest uwolnienie ich - mówi Herbert Shea, koordynator projektu MicroThrust i dyrektor jednego z laboratoriów EPFL.
Nanosatelity mogą być przyszłością badań kosmicznych. Produkcja takiego urządzenia to koszt około 0,5 miliona dolarów, podczas gdy konwencjonalne satelity kosztują setki milionów. Dotychczas jednak nanosatelitom brakuje odpowiedniego napędu, który pozwoliłby im na podróże w przestrzeni kosmicznej.
Budowany w EPFL silnik wykorzystuje płyn jonowy, znany pod chemiczną nazwą EMI-BF4. Jest on wykorzystywany jako rozpuszczalnik i elektrolit. Paliwo składa się z jonów, które są z niego wytrącane i wystrzeliwane, nadając silnikowi ciąg. Jony opuszczają silnik przez miniaturowe krzemowe dysze. Jest ich 1000 na każdym centymetrze kwadratowym.
Najpierw, dzięki zjawiskom kapilarnym, paliwo przenoszone jest w pobliże dysz, następnie elektrolit poddany napięciu 1000 woltów powoduje przyspieszenie i wystrzelenie jonów. Polaryzacja pola elektrycznego jest zmieniana co sekundę, dzięki czemu można wystrzelić wszystkie jony, dodatnie i ujemne.
Holenderska firma SystematIC Design, odpowiedzialna za projekt układu elektrycznego, umieściła na silniku miniaturowe ogniwa słoneczne, zapewniające mu wystarczającą do działania moc 4 watów.
MicroThrust charakteryzuje się niewielkim przyspieszeniem rzędu dziesiątych części milimetra na sekundę2, co można przeliczyć na przyspieszenie od 0 do 100 km/h w 77 godzin. Jednak w przestrzeni kosmicznej to wystarczy, by w ciągu pół roku przyspieszyć z początkowej prędkości 24 000 km/h do 42 000 km/h.
Komentarze (18)
mikroos, 2 kwietnia 2012, 12:46
Łaaaa, ale będzie kosmicznego złomu na orbicie
raweck, 2 kwietnia 2012, 12:51
"Co prawda do silnika można zamontować małe baterie słoneczne, dające w sumie około 4 watów mocy, jednak projektant systemu elektrycznego, holenderska firma SystematIC Design, poradziła sobie z tym problemem i całość działa tak, jak oczekiwano."
Coś tu chyba jest nie tak...
Mariusz Błoński, 2 kwietnia 2012, 13:14
Poprawione. Chyba teraz jest jaśniej
patrykus, 2 kwietnia 2012, 14:41
Podróż na księżyc w 6 miesięcy? To chyba będzie to górna granica możliwości dla nano satelit. Bo w takim razie już podróż na marsa zajęła by pewnie zbyt wiele by przedsięwzięcie miało sens. Sprzątanie orbity w ten sposób - ok, ale mówienie o podboju kosmosu to chyba za mocne stwierdzenie
Mariusz Błoński, 2 kwietnia 2012, 14:49
Dlaczego? Flota, powiedzmy 100 nanosatelitów wysłanych w kierunku Marsa mogłaby zdziałać tyle samo, co 1 duży satelita, a kosztować wielokrotnie mniej. No i jest mniejsze ryzyko, że coś pójdzie nie tak.
patrykus, 2 kwietnia 2012, 15:21
100 sztuk to już 50mln usd. czyli nie wiele mniej niż misje "pełno wymiarowe". A całą ideą nano satelit, jak wspomniał pan naukowiec w filmie, jest by uniwersytety mogły prowadzić własne projekty z budżetem w granicach rozsądku. Więc nano satelity mają być nano. Łączenie ich w grupy zatraca cały sens pomysłu. bo koszty stają się całkiem poważne. 50mln a pół to spora różnica. Jedyny plus łączenia satelit to faktycznie, mniejsze ryzyko niepowodzenia misji przez uszkodzenie jednego elementu. Pytanie tylko czy w ogóle projektuje się je z myślą o łączeniu. Zarówno w artykule jak i filmie nic o tym nie wspomniano.
Mariusz Błoński, 2 kwietnia 2012, 18:22
Już teraz się łączy satelity. Zarówno te nano, jak i te duże. Ponadto pisaliśmy też jakiś czas temu o pracach nad systemami laserowymi, które pozwolą na niezwykle precyzyjne ustawianie satelitów "w stadzie" względem siebie. Myślę, że to będzie szło w tym kierunku. Skoro wszystko miniaturyzujemy, to dlaczego nie satelity? Jeśli ma być taniej i efektywniej, to pójdzie w tym kierunku. Jasne, takie rzeczy jak Mars Science Laboratory będą zawsze duże, bo trzeba łazik zataszczyć na Marsa, ale takie Voyagery pewnie mogłyby być w przyszłości mniejsze.
patrykus, 2 kwietnia 2012, 19:44
No dobrze, tylko po co miniaturyzować satelity tylko po to żeby później łączyć je w grupy po setki sztuk? Tak jak napisałem na orbicie okołoziemskiej (do księżyca maksymalnie) pewnie się to sprawdzi ale pojedyncza nano satelita raczej nie nada się do misji międzyplanetarnej.
Mariusz Błoński, 2 kwietnia 2012, 20:35
Nie wiem. Nie znam się. Wyobrażam sobie np. Grupę 40 satelitów niosących w sumie 20 instrumentów naukowych (każdy instrument x2) i lecących badać którąś z planet. Mogłoby być taniej. Tym bardziej, że idealnie nadawałyby sie na jednorazówki. Puszczamy nanosatelitę z urządzeniem w atmosferę planety wiedząc, że tam ulegnie zniszczeniu, ale trochę danych przekaże. Wydaje mi się to znacznie prostsze, niż duży satelita wiozący na pokładzie urządzenie, które trzeba wypuścić w kierunku atmosfery, podczas gdy ten duży będzie krążył po orbicie badając planetę.
Tak tylko dywaguję.
Jajcenty, 2 kwietnia 2012, 20:37
Bo jak się zepsuje to jedna. Bo dwie nanokamery oddalone od siebie 10km dają teleskop o zwierciadle... To tak na szybko, co ja laik mogę wymyślić - praktycznie pewnie dużo, dużo więcej
patrykus, 2 kwietnia 2012, 21:38
Tylko że głównym celem projektu jest by by satelita kosztowała w granicach tego miliona a nie pięćdziesięciu. Wątpię by pomysłodawcy mieli w planach łączenie ich w większe grupy. A jeśli by tak było z pewnością wspomnieli by o tym w artykule. Zamiast tego mamy jednak informację o tym ile jednej satelicie potrzeba czasu na dotarcie do księżyca. Z tego co widzę to wygląda na to że powolne przyspieszenie im nie przeszkadza, a priorytetem jest cena. Tylko że o ile można poczekać te 6 miesięcy na osiągnięcie księżyca to już lot na marsa może być nie ekonomiczny w ten sposób.
MrVocabulary (WhizzKid), 2 kwietnia 2012, 21:58
Jak to satelity są przywiązane do orbity? Przecież to jest chyba definicja satelity...
TrzyGrosze, 2 kwietnia 2012, 22:04
@patrykus,Mariusz.
Chyba się troszkę zapędziliście z tym wysyłaniem satelitów na Księżyc i Marsa.
Satelita ( z definicji) porusza się wokół swojego obiektu centralnego po orbicie , a ona krzywą zamkniętą jest. Sztuczne ciało poruszające się w sposób sterowany w przestrzeni kosmicznej po zmiennej trajektorii to statek kosmiczny. I wcale nie przeszkadza, że ma wymiary nano
.
satelita to chłopak
TrzyGrosze, 2 kwietnia 2012, 22:06
WhizzKid byłeś szybszy. Wysłałem nie sprawdzając, że coś się zmieniło.
Jajcenty, 2 kwietnia 2012, 22:06
Orbita nie musi być domknięta. Czyli satelita może być jednorazowy
TrzyGrosze, 2 kwietnia 2012, 22:20
Faktycznie. Orbity paraboliczne i hiperboliczne się nie domykają..A ten satelita jednorazowy
, ma swoją nazwę: jednopojawieniowy, np niektóre komety.
fuzja, 2 kwietnia 2012, 23:02
Pierwsze co mi przyszło do głowy to że te nanosatelitki mogą tylko zaśmiecić kosmos. No i właściwie taki nano-satelita prawie wyłącznie może mieć zastosowanie komunikacyjne a nie eksploracyjne. Być może taki silnik pomógłby w stworzeniu systemu geolokalizacji za jednym zamachem ;-)
mjmartino, 3 kwietnia 2012, 08:12
W skali nano raczej ciężko upakować sprzęt do badań (bardziej zaawansowanych) zważywszy na to że całość ma ważyć zaledwie 200 gram.
Komunikacja laserowa wątpię aby były w nią wyposażone..raz rozmiary dwa zapotrzebowanie na energie.
Do sprzątanie się nadają jeśli będą potrafiły zmienić trajektorie większych obiektów.
Do zadań kartograficznych jak najbardziej i jakiś mniej wymagających zadań.
Wracając do komunikacji laserowej jest nie przetestowana póki co więc czy w ogóle wejdzie w życie się okaże. (mówi tu o komunikacji w przestrzeni (przestrzeń - przestrzeń) a nie komunikacji ziemia - okołoziemskie satelity.) Generalnie komunikacja laserowa jakoś nie bardzo mi pasuje... na dalsze odległości. Tu potrzeba jakiego radykalnie nowego sposobu komunikacji działającego równie szybko czy szybciej niż laserowo a równie skuteczna co dotychczasowa transmisja radiowa.