پاک‌سازی مدار زمین با استفاده از زباله‌های فضایی به‌ عنوان سوخت

0 19

یک شرکت بریتانیایی در حال توسعه سامانه پیشران جدیدی است که زباله‌های فضایی مانند آلومینیوم و مس را با استفاده از انرژی خورشیدی به پلاسمای داغ و متراکم تبدیل کرده و از آن‌ها به‌ عنوان سوخت برای ایجاد نیروی رانش استفاده می‌کند. در حالی که حدود ۱۰ هزار تن زباله فضایی در مدار زمین شناور است، این نوآوری می‌تواند علاوه بر پاکسازی مدار، به ایجاد پیشران‌های پیشرفته‌تر کمک کند.

برخلاف پیشران‌های کنونی که محدود به میزان سوخت حمل‌ شده از زمین هستند، سامانه در حال‌ توسعه شرکت بریتانیایی مگ‌درایو (Magdrive) قابلیت ماندگاری بیشتر و امکان سوخت‌گیری مجدد در فضا را فراهم می‌سازد.

هدف اصلی این سامانه ایجاد تعادل بین کارایی و توان خروجی است. پیشرانه‌های شیمیایی، نیروی رانش بالایی دارند، اما از نظر مصرف سوخت بسیار ناکارآمد هستند. این پیشرانه‌ها به سوخت زیادی نیاز دارند و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیستند. این سامانه‌ها به دنبال راه‌هایی برای بهینه‌سازی مصرف سوخت و افزایش کارایی هستند.

سامانه‌های پیشرانش الکتریکی امروزی، برخلاف سامانه‌های قدیمی، بسیار کارآمد و کم‌مصرف هستند. با این حال، نقطه ضعف اصلی آن‌ها، نیروی رانش بسیار کم است که می‌تواند بر زمان رسیدن به مقصد و مانورهای فضایی تاثیر بگذارد. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که این نوع پیشرانش برای ماموریت‌های فضایی خاص، مانند سفرهای طولانی مدت در فضا که نیازی به شتاب سریع ندارند، ایده‌آل باشد. تحقیقات همچنان بر بهبود نیروی رانش این سامانه‌ها تمرکز دارد.

یکی از مزایای سامانه‌های فضایی نوین، کاهش وزن محموله‌های ارسالی به فضا است. این امر به دلیل استفاده از منابع موجود در فضا برای تامین انرژی و حذف نیاز به حمل سوخت از زمین است که هزینه‌های صنعت فضایی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد؛ زیرا پرتاب محموله‌های سنگین به فضا بسیار گران است و این فناوری می‌تواند انقلابی در اکتشافات فضایی ایجاد کند و دسترسی به فضا را تسهیل بخشد.

استفاده از زباله‌های فضایی به عنوان سوخت، علاوه بر مزایای بالقوه، چالش‌های قابل توجهی نیز دارد. مسائل حقوقی، مانند نیاز به کسب مجوز از مالکان زباله‌های فضایی و همچنین دشواری در بازیابی زباله‌های غیرقابل کنترل، موانع مهمی هستند.

شماتیک پیشران مگ‌درایو
شماتیک پیشران مگ‌درایو

آینده‌ای برای ماهواره‌های خود-تغذیه‌ای

این پیشران ظرفیت این را دارد ماهواره‌ها را به سامانه‌هایی تبدیل کند که خود را با استفاده از پوشش بیرونی‌شان تغذیه کنند و عمر بیشتری در مدار داشته باشند. از آنجا که بیش از ۴۰۰ هزار ماهواره برای مدار پایین زمین (LEO) تایید شده‌اند و تنها اسپیس‌ایکس قصد دارد ۴۴ هزار ماهواره استارلینک را به مدار ارسال کند، نیاز به سامانه‌هایی که از زباله‌های فضایی استفاده کنند و از برخوردها جلوگیری کنند، ضروری است.

شرکت مگ‌درایو که در سال ۲۰۱۹ تاسیس شده، تاکنون بیش از ۵ میلیون پوند سرمایه‌گذاری و کمک مالی، از جمله بودجه‌ای از آژانس فضایی بریتانیا (UK Space Agency)، دریافت کرده است. این شرکت، آزمایش‌های فضایی اولیه خود را با سامانه‌های پیشران کوچک به نام‌های روگ (Rogue) و وارلاک (Warlock) در سال ۲۰۲۵ آغاز خواهد کرد و سپس تا سال ۲۰۲۷ سامانه بزرگ‌تر سوپرمگ‌درایو را که به اندازه یک ماشین ظرف‌شویی خواهد بود، توسعه دهد.

این مدل آزمایشی از زباله‌های فضایی به عنوان سوخت استفاده نخواهد کرد، بلکه هدف از آن نشان دادن توانایی یونیزه کردن فلز جامد و بررسی امکان‌سنجی این فناوری است. این آزمایش گامی مهم در جهت توسعه سامانه پیشرانش الکترومغناطیسی است.

مارک استوکس (Mark Stokes)، بنیان‌گذار مگ‌درایو، در این باره می‌گوید: «این یک توسعه‌دهنده سخت‌افزاری استاندارد برای ماهواره‌ها است که برای کاربردهای گسترده‌ای از جمله مشاهده زمین، خدمات ماهواره‌ای و ارتباطات طراحی شده که به منظور بهبود کارایی و دسترسی بیشتر به خدمات فضایی طراحی شده است.»

البته این سامانه نیز چالش‌های خاص خود را دارد که شامل آلودگی سطحی و تغییرات در ساختار کریستالی فلز به دلیل یونیزاسیون است که می‌تواند بر عملکرد سامانه تاثیر منفی بگذارد. آلودگی سطحی به مرور زمان باعث کاهش کارایی می‌شود و تغییرات کریستالی نیز باعث تضعیف عملکرد کلی سامانه می‌گردد.

منبع telegraph
با اشتراک گذاری مطلب از اسپاش حمایت کنید
https://espash.ir/?p=87468
مطالب پیشنهادی اسپاش
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها