1398/09/05

سامانه‌های پیشرانش آبی در مسیر محبوبیت

هنگامی که شرکت آمریکایی آئرواسپیس کروپ (.Aerospace Corp) در سال ۲۰۱۷ ماموریتی با عنوان مخابرات اپتیکال و آزمایش حسگر را به فضا ارسال نمود، یکی از اهداف آن آزمایش رانشگرهایی با سوخت آبی بود. در آن زمان این ایده بسیار نوآورانه محسوب می‌شد اما اکنون پس از گذشت دو سال سامانه‌های پیشرانش آبی به سرعت در حال...
سامانه‌های پیشرانش آبی در مسیر محبوبیت

هنگامی که شرکت آمریکایی آئرواسپیس کروپ (Aerospace Corp.) در سال ۲۰۱۷ ماموریتی با عنوان مخابرات اپتیکال و آزمایش حسگر را به فضا ارسال نمود، یکی از اهداف آن آزمایش رانشگرهایی با سوخت آبی بود. در آن زمان این ایده بسیار نوآورانه محسوب می‌شد اما اکنون پس از گذشت دو سال سامانه‌های پیشرانش آبی به سرعت در حال حرکت به سمت جریان اصلی صنعت فضایی هستند.

نخستین ماهواره راداری شرکت کاپلا اسپیس (Capella Space) و سه ماهواره نقشه‌برداری رادیو فرکانسی شرکت هاوک آی ۳۶۰ (HawkEye 360) با بهره‌گیری از سامانه پیشرانشی الکتروگرمایی کومت (Comet) متعلق به شرکت بین‌المللی بردفورد اسپیس (Bradford Space) که در زمره رانشگرهای آبی قرار می‌گیرد، در مدار حرکت می‌کنند. علاوه بر این، شرکت‌های مومنتوس اسپیس (Momentus Space) و آسترو دیجیتال (Astro Digital) در حال آزمایش یک رانشگر پلاسمای آبی در ماموریت مشترک خود با نام ال کامینو ریل (El Camino Real) هستند. ضمن اینکه یک مدل بروزرسانی‌شده از رانشگر سوخت آبی آئرواسپیس کورپ در آگوست سال جاری میلادی به فضا ارسال شد.

میخاییل کوکوریچ (Mikhail Kokorich) مدیر و موسس مومنتوس اسپیس با ایده‌آل خواندن آب به عنوان یک پیشرانه می‌گوید: «آب می‌تواند در موتورهای حرارتی خورشیدی (solar thermal)، هسته‌ای یا الکتروگرمایی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین مولکول آب می‌تواند به آسانی به اتم‌های هیدروژن و اکسیژن تجزیه شود.» شرکت تثرز آنلیمیتد (Tethers Unlimited) نیز رانشگر هایدروز-سی (Hydros-C) را با همین رویکرد طراحی کرده است. این رانشگر با تکیه بر الکترولیز یا تجزیه به‌وسیله جریان برق، ابتدا آب را به هیدروژن و اکسیژن تقسیم می‌کند و سپس آن‌ها را در یک نازل به عنوان یک سوخت دوپایه (bipropellant) می‌سوزاند. رابرت هویت (Robert Hoyt) مدیر اجرایی تثرز آنلیمیتد نتیجه را از لحاظ اقتصادی و تولید نیروی پیشران مناسب توصیف می‌کند.

ناسا برنامه دارد که در نخستین ماموریت آزمایش فناوری پث‌فایندر (PTD-1)، تعدادی از فناوری‌های ماهواره مکعبی از جمله رانشگر هایدروز-سی را آزمایش کند. این ماموریت قرار است در ماه نوامبر ابتدا به ایستگاه فضایی بین‌المللی و سپس به یک فاصله دورتر از زمین ارسال شود. در همین حین شرکتی با نام میلنیوم (Millennium Space Systems) که یکی از زیرمجموعه‌های بوئینگ می‌باشد، در حال مونتاژ هایدروز-سی بر روی یک باس ماهواره‌ای با نام الطایر (Altair) است.

یک سوخت تمیز و فراوان

تثرز آنلیمیتد از چند سال پیش تحقیق در مورد پیشرانش آبی را آغاز کرد و دلیل این کار را بی‌خطر بودن آب برای تکنیسین‌ها در هنگام مونتاژ ماهواره، و برای محموله‌ها در هنگام ارسال ماهواره به مدار عنوان کرده است. هویت همچنین می‌گوید پیشرانش آبی در برنامه‌های بلندمدت این شرکت برای ساخت یک اکوسیستم پایدار در فضا قرار دارد. وی افزود: «آب یکی از منابعی است که می‌توان حول آن اقتصاد و بازار فضایی را توسعه داد.» مدیر اجرایی تثرز آنلیمیتد اعتقاد دارد در ابتدا آب لازم برای سامانه‌های پیشرانش آبی از زمین به فضا فرستاده خواهد شد اما در آینده می‌توان آن را از ماه یا سیارک‌ها استخراج کرد.

کوکوریچ با تایید این ایده افزود: «آب احتمالا اولین و مهم‌ترین منبعی است که از سیارک‌ها و ماه استخراج می‌شود. پس از استخراج آن شرکت‌ها از آب برای پیشرانش سازه‌های فضایی، ماهواره‌ها و وسایل حمل و نقل فضایی همچون شاتلی که این شرکت توسعه می‎دهد، استفاده می‌کنند.»

شرکت دیپ اسیپس (Deep Space Industries) پیش از آن که در ژانویه سال جاری میلادی توسط بردفورد اسپیس تصاحب شود سامانه پیشرانش کومت را توسعه داده بود، چشم‌اندازی بلندمدت برای استخراج آب از اجرام آسمانی با هدف سوخت‌رسانی به سازه‌های فضایی را داشت. هرچند بردفورد اکنون بر روی برنامه کوتاه‌مدت‌تری برای استفاده از پیشرانش آبی در ماموریت‌های مدار زمین متمرکز است. یان فیچتنبام (Ian Fichtenbaum) مدیر این شرکت می‌گوید: «آب غیرسمّی بوده، حمل و نقل آن ساده و تزریق آن به عنوان سوخت بدون دشواری است. شما می‌توانید سازه‌ای مجهز به رانشگر آبی را بی هیچ مشکلی در ماموریت‌های پرتاب دسته‌جمعی قرار دهید.» وی افزود: «ماهواره‌های کوچکی که رانشگرهای آبی دارند، مورد استقبال ماهواره‌برهای کوچک قرار می‌گیرند چرا که بسیاری از این ماهواره‎برها امکانات لازم برای بارگیری سوختی همچون هیدرازین را نداشته و برنامه‌ای هم برای افزودن آن ندارند.»

با اینکه ماهواره‌های مکعبی مجهز به رانشگرهای الکتریکی و شیمیایی می‌توانند مجوز همراهی ماهواره‌های بزرگ‌تر در برخی ماهواره‌برها کسب کنند، روندهای بررسی ایمنی در این موارد می‌تواند دشوار و طاقت‌فرسا باشد. مهندسین شرکت آئرواسپیس کورپ نیز برای رهایی از همین روندها به فکر توسعه رانشگرهای آبی افتادند.

دانشگاه‌هایی نیز در نقاط مختلف جهان در تلاش برای توسعه سامانه‌های پیشرانش آبی جدید هستند. ناسا در سال ۲۰۱۸ به دانشگاه پوردو (Purdue University) بودجه‌ای را برای پرتاب یک سامانه پیشرانش آبی مینیاتوری با نام فمتا (FEMTA) در سال ۲۰۲۱ اعطا کرد. آلینا الکسینکو (Alina Alexeenko) محقق اصلی پروژه فمتا می‌گوید: «نکته منحصر به فرد در مورد این آزمایش این است که محموله در سطح خارجی ماهواره‌بر جانمایی می‌شود تا سامانه پیشرانش فمتا بتواند هم در شرایط ریزگرانش و هم در شرایط خلاء آزمایش شود. فمتا یک رانشگر کوچک است که از ویفرهای سیلیکونی و با ابعاد ۱ سانتیمتر در ۱ سانتیمتر در ۰.۳ میلیمتر ساخته شده است. این رانشگر کمتر از ۱ وات توان الکتریکی مصرف کرده و نیروی پیشرانشی تولید می‌کند که اپراتورها می‌توانند آن را با دقت چند ده میکرونیوتن برای کنترل دقیق ارتفاع ماهواره‌های کوچک تنظیم کنند. دانشگاه  توکیو (University of Tokyo) نیز یک رانشگر آبی با نام آکواریوس (Aquarius) را برای آزمایش در ماهواره مکعبی AQT-D توسعه داده است که در ماه سپتامبر به ایستگاه فضایی ارسال شده و قرار است در آینده از ماژول ژاپنی ایستگاه فضایی پیاده‌سازی شود.

علاقه‌مندان به پیشرانش آبی به دنبال همه نوآوری‌های ممکن هستند تا به گفته کوکوریچ، همچون نفت که باعث انقلاب صنعتی در زمین شد، آب منجر به انقلاب صنعتی در فضا شود. در آن زمان تولیدکنندگان سازه‌های فضایی و ارائه‌کنندگان خدمات پرتاب، از بابت یافتن سوختی که برای کارکنان خطرناک نباشد نگرانی نخواهند داشت.

منبع: Spacenews

فناوری‌های نوین |

نظر شما
اخبار مرتبط

رانشگرهای پلاسمایی ماهواره‌های کوچک زمینه‌ای جذاب برای سرمایه‌گذاران

1398/07/07
شرکت آمریکایی اوربیون (Orbion) که در زمینه تولید رانشگرهای پلاسمایی فعالیت می‌کند موفق شده است ۹/۲ میلیون دلار سرمایه ریسک‌پذیر جذب کند. مدیریت این جذب سرمایه را صندوق سرمایه‌گذاری خطرپذیر...

پربازدیدکننده ترین خبر

معرفی مرکز ترویج فضایی و موشکی ایالات متحده

مرکز فضایی و موشکی آمریکا (U.S. Space & Rocket Center) که در شهر هانتسویل (Huntsville) واقع در ایالت آلاباما (Alabama) قرار دارد، مکانی است که داستان مسابقه فضایی شوروی و آمریکا را با جزئیات کامل نمایش می‌دهد. این مرکز، از جاذبه‌های توریستی فضایی در ایالات متحده آمریکا است که در سال ۱۹۷۰ درست بعد از فرود سفینه آپولو ۱۲ (Apollo 12)، دومین مأموریت سرنشین‌دار ناسا به ماه افتتاح شد.