Nyt kraftproduktions- og fremdriftssystem til satellitter

Forskere ved Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) og Universidad Politécnica de Madrid har designet og patenteret et nyt drivgasfrit system til satellitter, der tillader frembringelse af elektrisk kraft og kraft om bord. Denne innovation, hvilket har ført til to nationale patenter, har tiltrukket sig interesse for Det Europæiske Rumagentur og for rumindustrien.

Systemet er baseret på det, der kaldes en tøj med lavt arbejde, en tynd, km-størrelse aluminiumstape med få centimeters bredde med forbedrede elektronemissionsegenskaber ved modtagelse af sollys og varme. Båndet, som rulles op i en rulle under lanceringen, indsættes en gang i kredsløb.

Via elektromagnetisme, binderen kan generere strøm passivt, når satellitens højde sænkes. Omvendt hvis der er tilgængelig strøm til brug ombord, bindingen kan bruges til at producere en trykkraft, der øger kredsløbets højde. Opfinder Gonzalo Sánchez Arriaga, Ramón y Cajal -forsker ved afdelingen for bioingeniør og rumfartsteknologi ved UC3M, siger, "Dette er en forstyrrende teknologi, fordi den giver mulighed for at omdanne kredsløbsenergi til elektrisk energi og omvendt uden at bruge nogen form for forbrugsvarer.

"I modsætning til nuværende fremdriftsteknologier, lavt arbejdsfunktionsbånd behøver ingen drivmiddel, og det bruger naturlige ressourcer fra rummiljøet, såsom det geomagnetiske felt, det ionosfæriske plasma og solstrålingen. "

De to patenter "System til generering af elektrisk strøm i kredsløb ved hjælp af flydende lederkabler, "og" System til fremdrift i kredsløb via flydende lederkabler, "er baseret på en elektrodynamisk effekt kendt som Lorentz -trækket.

Lorentz -træk kan let observeres ved at lade en magnet falde inde i et kobberrør. "Rumtænder er blevet undersøgt i årtier og har fløjet i mere end 20 rummissioner. Vores bidrag til denne teknologi kommer fra et påfaldende simpelt design, hvor to lette aluminiumstape indsat fra en satellit uden aktiv elektronemitter er i stand til at levere strøm og /eller fremdrift til et rumfartøj. Desuden at gøre tingene mere effektive, vi tænkte på at udnytte den fotoelektriske effekt af båndene udsat for sollys. Vi mener, at dette er en ekstremt vigtig forenkling, der kan øge tether -teknologien, "fastslår den anden patentforfatter, Claudio Bombardelli, fra UPM Space Dynamic -forskergruppen.

Mulige anvendelser

Systemet giver nyttig effekt i kredsløb, mens satellitten kredser, det er, dens højde reduceres indtil genindtrængning og brænding i atmosfæren. Af denne grund, teknologien er ideel til at fjerne pladsaffald. Ud over, hvis satellitten har strøm ombord, båndet kan arbejde omvendt og generere tryk for at øge højden.

"Dette kan være en interessant applikation for Den Internationale Rumstation (ISS), for eksempel. I dag, en stor mængde drivmiddel skal bruges til at genstarte ISS -højden for at kompensere for atmosfærisk træk, "Gonzalo Sánchez Arriaga bemærker." Med en funktion med lavt arbejde og energien fra solpanelet på ISS, atmosfærisk træk kunne kompenseres uden brug af drivmiddel, "tilføjer han.

På grund af sin enkelhed, passiv drift, og mangel på forbrugsstoffer, lavt arbejdsfunktionsbånd repræsenterer en lovende teknologi til strøm i rummet og kraftproduktion, ifølge forskerne. De har givet oplysninger om fastholdelse af svage arbejdsfunktioner til European Space Agency og er i kontakt med eksperter i USA og Japan. Ud over, vigtige interessenter i rumsektoren, såsom det spanske selskab SENER, viste, at de var interesserede i denne innovation.

De næste trin omfatter udvidelse af patenterne til det europæiske område og at starte produktionen af ​​små prototyper. "Den største udfordring er dens fremstilling, fordi binderen skal samle meget specifikke optiske og elektronemissionsegenskaber, "siger Sánchez Arriaga." "Vi har for nylig fået tildelt et lille forskningsstipend fra økonomiministeriet, Spaniens industri og konkurrenceevne for at undersøge lovende materialer. Vi koordinerer også et internationalt konsortium og forelagde et FET-OPEN F &U-forslag til Europa-Kommissionen. FET-OPEN-projektet ville være grundlæggende, fordi det overvejer fremstilling og karakterisering af den første low-work-funktion tether og udviklingen af ​​et deorbit-kit baseret på denne teknologi, der skal testes på en fremtidig rummission. Hvis finansieret, det ville være et springbræt til fremtiden for lavtarbejdende funktioner i rummet, "slutter han.