Napęd otworkowy – przyszłość podróży kosmicznych

Napęd otworkowy, wielkości dłoni może być przyszłością misji kosmicznych. Każda z siedmiu matryc emiterów, z których się składa, wytrawionych na tej krzemowej płytce przy użyciu mikro- i nanotechnologii posiada ponad 500 emiterów w formie małych otworków, które rozpylają jony, przyspieszane przez pole elektrostatyczne w celu zmaksymalizowania ciągu.

Napęd otworkowy

.Technologia „electrospray” jest rozwijana jako efektywna kosztowo i masowo metoda napędzania CubeSatów i innych małych satelitów. Po raz pierwszy w Europie ten oparty na cieczy jonowej system napędu osiągnął ponad 400 godzin ciągłej pracy.

„Opracowanie nowej technologii, którą zbudowaliśmy od podstaw, nie było łatwym zadaniem, ale jesteśmy przekonani, że nasz napęd otworkowy będzie wyróżniać się na rynku ze względu na jego niesamowitą wydajność i możliwości dostosowywania; w rzeczywistości zwróciło się już do nas wiele zainteresowanych stron z branży” – komentuje Daniel Pérez Grande, dyrektor generalny i współzałożyciel IENAI Space w Hiszpanii, który opracowuje technologię dla ESA.

Znany jako ATHENA (Adaptable THruster based on Electrospray powered by Nanotechnology), system jest jednym z trzech obecnie opracowywanych przez ESA w celu wykorzystania napędu elektrorozpryskowego w kosmosie. ATHENA opiera się na przewodzących jonowo-ciekłych solach jako paliwie. Ciecz ta przepływa przez stożkowe emitery o nano-teksturach i jest przyspieszana między emiterem a ekstraktorem działającym przy różnych potencjałach elektrycznych. Interakcja między napięciem powierzchniowym cieczy a zastosowanym polem elektrostatycznym tworzy jony, które mogą być rozpylane z bardzo dużą prędkością (rzędu 20 km/s), tworząc siłę potrzebną do poruszenia satelity.

Małe satelity

.Zaletą mikro-fabrykowanego systemu ATHENA jest wysoce konfigurowalny ciąg, wykorzystujący nietoksyczne „zielone” materiały pędne bez potrzeby stosowania zbiorników ciśnieniowych.

Silniki te można dowolnie łączyć w klastry – sześć z nich łącznie zmieściłoby się na 10 centymetrowej powierzchni pojedynczej jednostki CubeSat. Jednostki te mogą być następnie dalej łączone w klastry, aby zapewnić ciąg dla satelitów o masie do 50 kg.

Projekt przeszedł już wstępną weryfikację, a jego finalny produkt ma być gotowy pod koniec przyszłego roku. Jego rozwój był wspierany w ramach programu ESA General Support Technology Program, przygotowującego innowacyjne produkty i usługi do lotów kosmicznych i na otwarty rynek.

Teleskop Webba

.Zastępca dyrektora ds. rozwoju technologii i profesor w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, Piotr ORLEAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Udało się ustawić wszystkie 18 luster Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Stanowią one razem zwierciadło o rozpiętości 6,5 metra. Każde z luster musi być oddzielnie wyjustowane, by móc dobrze zobrazować dane, które pozyskuje. W lipcu 2022 roku zobaczyliśmy pierwsze zachwycające zdjęcia różnego rodzaju obiektów kosmicznych. NASA opublikowało specjalną animację, na której można porównać zdjęcia tych samych obiektów pozyskane za pomocą teleskopu Hubble’a i Webba. Dopiero gdy się porównuje zdjęcia, widać, jaka jest różnica między tymi teleskopami”.

„Teleskopy Hubble’a i Webba różnią się dwoma rzeczami. Nowszy z nich jest większy, w związku z tym jest w stanie obserwować mniejsze obiekty, głównie te, które znajdują się dalej od nas. Widziane przez nas w ten sposób kosmiczne zdarzenia zachodziły w przeszłości – światło potrzebowało milionów lat, by do nas dotrzeć i byśmy mogli te zdarzenia teraz zaobserwować. Można powiedzieć, że widzimy to, co działo się np. 13,5 miliarda lat temu. W przypadku teleskopu Hubble’a było to 12 miliardów lat. Ale nawet obiekty wcześniej zaobserwowane przez teleskop Hubble’a widzimy dziś dzięki teleskopowi Webba znacznie bardziej szczegółowo. Tym, co różni te teleskopy, jest również to, że instrumenty teleskopu Hubble’a pracują w zakresie widzialnym, natomiast Webba w podczerwieni. To jest zupełnie inne spektrum fali elektromagnetycznej. Również dzięki temu można więcej zobaczyć. Jednak tym, co znacznie różni te twa teleskopy, jest ich wielkość – starszy ma dwa metry średnicy, nowszy ponad sześć” – pisze prof. Piotr ORLEAŃSKI w tekście „Kosmos coraz bliżej, także z Polakami„.

Oprac. EG