أخبار ar.wedoany.com، طوّر باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) نظام دفع صاروخي جديد يدمج بين القدرة العالية والاستجابة السريعة للدفع الكيميائي التقليدي، والدقة العالية والكفاءة العالية للدفع الكهربائي، مما يتيح للأقمار الصناعية الصغيرة تنفيذ مناورات متعددة في الفضاء باستخدام خزان وقود واحد.

في التصاميم التقليدية، تُمكّن الدافعات الكيميائية الأقمار الصناعية الصغيرة من تنفيذ مناورات سريعة وقصيرة المدى (مثل رفع أو خفض المدار بسرعة)، بينما تُستخدم الدافعات الكهربائية مثل الدافعات الكهروذرية (Electrospray Thrusters) في عمليات الإزاحة البطيئة والدقيقة. بعد دمج النظامين في نظام واحد، تزداد مرونة الأقمار الصناعية الصغيرة في الفضاء بشكل كبير، دون الحاجة إلى حمل نظامي وقود منفصلين.

"إذا تمكنت من دمج الدفع الكيميائي والدفع الكهربائي في حزمة صغيرة الحجم، فستحصل على أفضل ما في العالمين"، قالت أميليا برونو، باحثة ما بعد الدكتوراه السابقة في قسم الملاحة الجوية والفضائية في MIT. "هذا يفتح الباب أمام الأقمار الصناعية الصغيرة لإجراء المزيد من الأبحاث العلمية، والمزيد من عمليات الرصد، وتنفيذ مهام أكثر إثارة للاهتمام على منصات أصغر وأقل تكلفة."

يكمن جوهر النظام في مادة دافعة متخصصة يمكنها تشغيل كل من الدافعات الكيميائية والدافعات الكهروذرية في آن واحد. الدافعات الكهروذرية هي صواريخ بحجم ظفر الإصبع تستخدم مجالاً كهربائياً لشحن جزيئات المادة الدافعة السائلة وقذفها لتوليد قوة دفع. هذه المادة الدافعة الأيونية السائلة هي في الأساس أملاح تبقى في حالة سائلة. على مدى العقد الماضي، عمل فريق MIT على تطوير واختبار الدافعات الكهروذرية للأقمار الصناعية الميكروية.

اكتشف الباحثون مؤخراً مادة دافعة أحادية خضراء تُعرف باسم "مادة دافعة متقدمة عالية الطاقة غير سامة للمركبات الفضائية" (Advanced SpaceCraft Energetic Non-Toxic propellant - ASCENT)، والتي طورتها القوات الجوية الأمريكية في الأصل للدافعات الكيميائية. صُممت هذه المادة لتكون بديلاً منخفض السمية للهيدرازين، وهو مصدر وقود تقليدي للدفع الكيميائي ويشكل التعامل معه خطراً بالغاً. نظراً لأن ASCENT عبارة عن خليط من السوائل الأيونية، اختبره الفريق ووجد أنه يمكنه تشغيل الدافعات الكيميائية بنجاح، كما يحقق كفاءة مماثلة للسوائل الأيونية التقليدية عند تشغيل الدافعات الكهروذرية.

بعد إثبات فعالية ASCENT في كلا نمطي الدفع، يخطط الفريق للتحقق من صحة هذا المخطط من خلال مهمة "الدفع الأخضر ثنائي الوضع" التابعة لإدارة الطيران والفضاء الوطنية الأمريكية (ناسا). تحمل هذه المهمة قمراً صناعياً نانومترياً من نوع CubeSat بحجم حقيبة الأوراق، مزوداً بدافعة كيميائية واحدة وأربع دافعات كهروذرية، وجميعها تعمل بخزان وقود هجين مدمج واحد. من المقرر إطلاق هذا القمر الصناعي CubeSat في نوفمبر؛ وإذا نجحت المهمة، فقد تمهد الطريق لاستكشاف الأقمار الصناعية الصغيرة لمهام تتجاوز مدار الأرض.

"يمكننا إرسال CubeSat إلى المريخ أو حزام الكويكبات، حيث يمكنها استخدام الدافعات الكهروذرية للإبحار ببطء"، قال باولو لوزانو، أستاذ الملاحة الجوية والفضائية في MIT والمؤلف المشارك في أبحاث الدافعات. "ثم يمكنك استخدام الدافعات الكيميائية للتحرك بسرعة لرصد المناظر المثيرة للاهتمام. ستحصل على مرونة أكبر للقيام بالمزيد من المهام."

نُشرت الورقة البحثية ذات الصلة بعنوان "توصيف أداء الدافعات الكهروذرية باستخدام مادة دافعة أحادية أيونية سائلة عالية الطاقة" (Performance characterisation of electrospray thrusters with energetic ionic liquid monopropellant) في مجلة "الدفع والقوة" (Journal of Propulsion and Power).

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com