تیمی از دانشگاه علوم و فناوری خلیفه در ابوظبی یک بررسی جامع از فناوریهای پیشرانش ماهوارههای مکعبی موجود ارائه کردهاند که شامل مزایا و معایب آنها میشود. محبوبیت ماهوارههای مکعبی روز به روز در حال افزایش است. تا کنون حدود ۲۴۰۰ ماهواره مکعبی به فضا پرتاب شدهاند. با این حال، اندازه کوچک آنها گزینههای موجود برای فناوریهای اکتشاف فضایی، از جمله پیشرانه را محدود میکند. فناوریهای پیشرانش ماهوارههای مکعبی موجود به چهار دسته تقسیم میشوند: شیمیایی، جنبشی، الکتریکی و بدون پیشرانه.
پیشرانههای شیمیایی
پیشرانههای شیمیایی سنتیترین نوع و احتمالا دارای کمترین کاربرد در ماهوارههای مکعبی هستند؛ چون از سوختهای شیمیایی برای تولید نیروی پیشران استفاده میکنند که موجب افزایش جرم سازه میشود و با محدودیتهای وزنی و حجمی این نوع ماهوارهها سازگار نیست.
پیشرانههای جنبشی
پیشرانههای جنبشی از گازهای سرد استفاده میکنند و به جای واکنش شیمیایی، مولکولهای گاز را برای تولید نیرو بیرون میرانند. این پیشرانهها در ماهوارههای مکعبی متداولتر هستند و به دو دسته پیشرانههای گاز سرد و رزیستوجتها تقسیم میشوند. رزیستوجت روشی برای رانش فضاپیما (پیش رانش الکتریکی) است که نیروی رانش را با گرم کردن یک سیال معمولی غیر واکنشی فراهم میکند.
سامانههای الکتریکی
سامانههای الکتریکی نیز مشابه سامانههای جنبشی هستند، اما از یک سامانه الکتریکی مثل پیشرانه اثر هال (Hall Effect thruster) برای گرم کردن پروانه قبل از تخلیه استفاده میکنند. این سامانهها به سه دسته اصلی تقسیم میشوند: تخلیه الکتروترمال، الکترواستاتیک و الکترومغناطیسی. سامانههای الکتروترمال مشابه جتهای قوسی (arcjets) هستند، اما هنوز سامانهای که به اندازه کافی کوچک باشد تا در یک ماهواره مکعبی جا بگیرد و توان مورد نیاز را فراهم کند، توسعه نیافته است.
در پیشرانش فضایی، پیشرانه اثر هال، نوعی از پیشرانه یونی است که در آن سوخت موشک توسط یک میدان الکتریکی شتاب داده میشود. رانش جتهای قوسی نیز شکلی از نیروی محرکه فضاپیمای الکتریکی است که در آن یک تخلیه الکتریکی (قوس) در جریانی از پیشران (معمولا هیدرازین یا آمونیاک) ایجاد میشود.
سامانههای بدون پیشرانه
سامانههای بدون پیشرانه مانند بادبانهای خورشیدی یا مغناطیسی که اخیرا محبوبیت زیادی برای استفاده در ماهوارههای مکعبی پیدا کردهاند، از نیروهای فضایی و میدانهای مغناطیسی منظومه شمسی برای حرکت استفاده میکنند. این فناوریها، هرچند که پتانسیل تولید نیروی نامحدود را دارند، اما همچنان در مرحله مفهومی هستند و به توسعه مواد و ساختارهای بزرگ نیاز دارند که چالشهای زیادی را در بر دارند.
با کاهش هزینههای پرتاب، صنایع و سازمانهای غیر دولتی بیشتری به استفاده از ماهوارههای مکعبی علاقهمند شدهاند، اما این ماهوارههای کوچک برای رسیدن به اهداف خود نیاز به سامانههای پیشرانه قابل اعتماد دارند. این روند نشان میدهد که فناوریهای پیشرانش ماهواره مکعبی همچنان در حال پیشرفت هستند و میتوانند نقش مهمی در آینده اکتشافات فضایی ایفا کنند.