1399/06/25

توسعه نوعی سوخت غیرسمی برای مأموریت‌های فضایی کوچک با بهره‌گیری از نمک

محققان طی یک پژوهش ماده‌ای متشکل از دو نوع نمک را به‌عنوان سوخت مأموریت‌های فضایی آزمایش کردند که استفاده از آن بهبود عملکرد فضاپیماهای کوچک (مانند ماهواره‌های مکعبی) را به‌همراه خواهد داشت. این ماده که خود عمل اکسیده کردن را نیز انجام می‌دهد، FAM-110A نام داشته و ترکیبی از دو نمک موجود در بازار است....
توسعه نوعی سوخت غیرسمی برای مأموریت‌های فضایی کوچک با بهره‌گیری از نمک

محققان طی یک پژوهش ماده‌ای متشکل از دو نوع نمک را به‌عنوان سوخت مأموریت‌های فضایی آزمایش کردند که استفاده از آن بهبود عملکرد فضاپیماهای کوچک (مانند ماهواره‌های مکعبی) را به‌همراه خواهد داشت. این ماده که خود عمل اکسیده کردن را نیز انجام می‌دهد، FAM-110A نام داشته و ترکیبی از دو نمک موجود در بازار است. پژوهشگران دانشگاه ایلینوی (University of Illinois) آمریکا طی این مطالعه می‌گویند بهره‌گیری از این ماده هم در پیشرانه‌های شیمیایی با نیروی تراست بالا برای مانورهای سریع و هم در پیشرانه‌های الکتریکی برای مانورهای با سرعت کم امکان‌پذیر است.

FAM-110A برخلاف هیدرازین که امروزه متداول‌ترین سوخت فضاپیماها محسوب می‌شود، غیرسمی بوده و با توجه به تراکم بالاتری که دارد، می‌توان در مخزن‌های کوچک‌تر نیز از آن استفاده کرد. به‌علاوه، ماده مذکور می‌تواند در یک تراستر الکتریکی-شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد؛ امری که موجب می‌شود به لوله‌کشی‌های کمتری نسبت به دو سامانه تراستر جداگانه که هر کدام پیشرانه‌های خود را دارند، نیاز باشد.

نیکلاس راسمونت (Nicolas Rasmont)، محقق این پژوهش، می‌گوید: «تیم ما طی این پروژه تحقیقاتی سرعت احتراق FAM-110A را در حالت شیمیایی با نیروی تراست بالا و نحوه عملکرد آن را تحت فشارهای مختلف بررسی کرد. ما متوجه شدیم تأثیر شرایط آماده‌سازی و ذخیره‌سازی سوخت بر سرعت احتراق بیشتر از آن چیزی است که در ابتدا انتظار داشتیم.» وی ضمن بیان اینکه هنوز توضیح دقیقی برای این موضوع نداریم،‌ ادامه می‌دهد: «شاید دلیل چنین امری این باشد که FAM-110A قادر به جذب سریع رطوبت اتمسفر است.»

طی این آزمایش FAM-110A به‌همراه دو ماده که رفتار احتراق آن‌ها کاملاً شناخته شده، مورد مطالعه قرار گرفت؛ نیترومتان و مخلوطی شامل ۸۰ درصد هیدروکسیل‌آمونیوم نیترات (HAN) و ۲۰ درصد آب. پیشرانه ها از ۰.۵ تا ۱۱.۰ مگاپاسکال تحت فشار قرار گرفتند و همزمان یک دوربین با سرعت تصویربرداری بالا عکس‌هایی را برای محاسبه سرعت احتراق ثبت می‌کرد. راسمونت می‌گوید: «سرعت احتراق بر نحوه طراحی موتور تأثیر می‌گذارد. اگر سرعت احتراق بسیار بالا باشد، بازگشت احتراق اتفاق می‌افتد؛ بدین معنا که آتش می‌خواهد از طریق خطوط لوله‌کشی به مخزن بازگردد و آن‌قدر سریع پیش می‌رود که می‌تواند همه چیز را منفجر کند.»

وی در ادامه می‌گوید: «اما از طرفی اگر سرعت احتراق بسیار پایین باشد، احتراق به‌سختی پایدار می‌ماند. بنابراین ما به‌دنبال وضعیتی بودیم که در آن سرعت احتراق مناسب باشد و در نتیجه احتراقی پایدار و ایمن داشته باشیم.» راسمونت عنوان می‌کند: «ما دریافتیم که FAM-110A در محدوده‌ای مشخص به این وضعیت می‌رسد؛ وضعیتی که در آن تغییر ناگهانی در میزان احتراق با افزایش فشار مشاهده نشد.» نکته دیگری که راسمونت اشاره می‌کند این است که سرعت احتراق در فشار بالا پس از رسیدن به میزانی مشخص، پایدار می‌شود که رفتار مناسبی برای ماده پیشران است.

این محقق می‌گوید: «با توجه به نتایج مذکور ما می‌توانیم یک موتور حامل فضایی بسازیم که از این ماده پیشران استفاده می‌کند و می‌تواند تقریباً در هر سطح فشاری عملیاتی باشد.» به‌گفته راسمونت، گام بعدی تلاش برای استفاده از این سوخت بر روی یک موتور حامل فضایی است تا عملکرد آن در واقعیت آزموده شود.

منبع: spacedaily
سازمان ها | University of Illinois
افراد | Nicolas Rasmont

فناوری‌های نوین |

نظر شما
اخبار مرتبط

توسعه ابزاری برای انتقال سوخت‌ به فضاپیماها و ماهواره‌ها در مدار زمین

1399/05/27
شرکت آمریکایی اوربیت فاب (Orbit Fab) قصد تولید انبوه یک ابزار‌ را دارد که قادر است در مدار زمین به فضاپیماها و ماهواره‌ها سوخت‌رسانی کند؛ ابزاری که برای انتقال سوخت‌های سیال و به‌ویژه سیال‌های...

ناسا سوخت جدید با کارآیی بالا و سازگاری بیشتر با محیط زیست را جایگزین هیدرازین می‌کند

1399/06/11
آژانس فضایی آمریکا صحت‌سنجی نوع جدیدی از سوخت برای فضاپیماها را تأیید کرده که نسبت به هیدرازین کمتر سمی بوده، با محیط زیست سازگاری بیشتری داشته و در عین حال بر اساس آزمایش‌های انجام‌شده...

پربازدیدکننده ترین خبر

اسپیس‌ایکس رکورد ارسال بیشترین ماهواره به فضا با یک پرتاب را شکست

شرکت اسپیس‌ایکس (SpaceX) موفق شد ۱۴۳ ماهواره را توسط ماهواره‌بر فالکون-۹ (Falcon-9) به فضا ارسال کند و بدین ترتیب با ثبت رکوردی جدید، بیشترین تعداد ماهواره را طی یک پرتاب فضایی به مدار لئو بفرستد. این عملیات روز یکشنبه ۲۴ژانویه (۵بهمن) ساعت ۱۵:۰۰ به‌وقت گرینویچ از پایگاه نیروی هوایی کیپ کاناورال (Cape Canaveral) در ایالت فلوریدا انجام گرفت. پیش از این، رکورد استقرار بیشترین تعداد ماهواره در مدار با یک پرتاب در دست هند بود؛ مأموریتی که در سال ۲۰۱۷ صورت گرفت و طی آن ۱۰۴ ماهواره توسط ماهواره‌بر PSLV به مدار زمین تزریق شد.