توسعه پیشرانهای که از آب برای تولید نیروی پیشران استفاده میکند
با توجه به رشد روزافزون تقاضا در بازار ماهوارههای کوچک از یک طرف و بالا بودن هزینههای مأموریتهای فضایی با وجود پرریسک بودن آنها از طرف دیگر، یک راهحل متداول برای رفع چنین مشکلاتی استفاده از پیشرانههای بخار (steam thruster) میباشد که بهسرعت در حال پیدا کردن جای خود در این بازار است؛ پیشرانههایی که علاوهبر افزایش قابلیتهای مأموریتهای فعلی فضایی، ماهوارهها را قادر میسازند تا مدت زمان طولانیتری در مدار موردنظر به انجام مأموریت بپردازند.
در همین راستا یک شرکت انگلیسی بهنام استیمجت اسپیس (SteamJet Space Systems) سامانه پیشرانهای برای ماهوارههای کوچک طراحی کرده که از آب برای تولید نیروی پیشران بهره میبرد و قرار است در یک نانوماهواره متعلق به شرکت لهستانی سترِوولوشن (SatRevolution) آزمایش شود؛ نانوماهوارهای که مطابق برنامهریزیها در سه ماهه سوم سال جاری میلادی توسط ماهوارهبر روسی سایوز (Soyuz) به فضا پرتاب خواهد شد.
بهلطف نیروی رانش بالا و مصرف کم انرژی در این سامانه، ماهوارهها میتوانند سریعتر عملیاتی شده و از نیروی کمتری نسبت به پیشرانههای الکتریکی مرسوم استفاده نمایند. اندازه کوچک این پیشرانه، که بهاندازه یک قوطی کنسرو است، و درنتیجه وزن کمتر آن در مقایسه با نمونههای مشابه رایج موجب کاهش هزینههای پرتاب میشود.
این پیشران برای ماهوارههای مکعبی 1U مناسب است و تنها با ۷۵۰ گرم آب قادر به تولید نیرویی بین ۱۵ تا ۲۰ میلی نیوتون تولید میباشد. همچنین مصرف برق آن بین ۲۰ تا ۴۰ کیلووات است.
توماس پوزنیاک (Tomasz Pozniak)، مدیر ارشد توسعه شرکت سترِوولوشن، دراینرابطه میگوید: «نتیجه بهرهگیری از چنین پیشرانهای با توجه به استفاده از آب برای تولید نیروی پیشران، سازگاری هرچه بیشتر با محیط زیست میباشد. بهعلاوه، ماهوارهها بهدلیل فراهم شدن امکان خروج آنها از مدار به زباله فضایی تبدیل نخواهند شد.»
بنابر اظهارات متخصصان، 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. آنها بر این باورند که آب احتمالاً اولین و مهمترین منبعی است که از سیارکها و ماه استخراج میشود و پس از استخراج، شرکتها از آن برای پیشرانش سازههای فضایی، ماهوارهها و وسایل حمل و نقل فضایی بهره میبرند.
گفتنی است منابع مختلف پیشبینی میکنند بازار ماهوارههای کوچک از ارزش ۱.۵ میلیارد دلار در سال ۲۰۱۹ به ۳.۶ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۴ و تا سال ۲۰۲۷ به ۵ میلیارد دلار یا حتی بیشتر افزایش یابد. ازهمینرو توسعه فناوریهای نوین جهت کاهش هزینهها و افزایش قابلیت مأموریتهای فضایی برای ماهوارههای کوچک، امری است که شرکتها را از دیگران متمایز خواهد کرد.