de.wedoany.com-Bericht: Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA haben ein neuartiges Raketenantriebssystem entwickelt, das die hohe Leistung und schnelle Reaktionsfähigkeit traditioneller chemischer Triebwerke mit der hohen Präzision und Effizienz elektrischer Antriebe kombiniert. Dadurch können Kleinsatelliten mit einem einzigen Treibstofftank verschiedene Manöver im Weltraum durchführen.
Bei herkömmlichen Konstruktionen ermöglichen chemische Triebwerke Kleinsatelliten kurze, schnelle Manöver (wie schnelle Bahnanhebungen oder -absenkungen), während elektrische Antriebe wie Elektrospray-Triebwerke für langsame, aber präzise Positionsänderungen geeignet sind. Durch die Integration beider Systeme in einem wird die Flexibilität von Kleinsatelliten im Weltraum erheblich erhöht, ohne dass zwei separate Treibstoffsysteme mitgeführt werden müssen.
„Wenn man chemischen und elektrischen Antrieb in einem kleinen Volumen vereinen kann, hat man das Beste aus beiden Welten“, sagte Amelia Bruno, ehemalige Postdoktorandin am MIT Department of Aeronautics and Astronautics. „Das eröffnet Kleinsatelliten die Möglichkeit, auf kleineren und günstigeren Plattformen mehr wissenschaftliche Forschung zu betreiben, mehr Beobachtungen durchzuführen und mehr interessante Aufgaben zu erledigen.“
Der Kern des Systems ist ein spezielles Treibmittel, das sowohl chemische Triebwerke als auch Elektrospray-Triebwerke antreiben kann. Elektrospray-Triebwerke sind fingernagelgroße Raketen, die ein elektrisches Feld nutzen, um Partikel eines flüssigen Treibmittels aufzuladen und auszustoßen, wodurch Schub erzeugt wird. Dieses ionische Flüssigtreibmittel besteht im Wesentlichen aus Salzen, die in flüssigem Zustand gehalten werden. In den letzten zehn Jahren hat das MIT-Team Elektrospray-Triebwerke für Mikrosatelliten entwickelt und getestet.
Die Forscher entdeckten kürzlich ein grünes Monotreibmittel namens „Advanced SpaceCraft Energetic Non-Toxic propellant“ (ASCENT), das ursprünglich von der US Air Force für chemische Triebwerke entwickelt wurde. Es wurde als ungiftigere Alternative zu Hydrazin konzipiert – einem traditionellen Brennstoff für chemische Antriebe, dessen Handhabung äußerst gefährlich ist. Da ASCENT eine Mischung ionischer Flüssigkeiten ist, testete das Team es und stellte fest, dass es sowohl chemische Triebwerke erfolgreich antreiben als auch Elektrospray-Triebwerke mit einer Effizienz betreiben kann, die mit herkömmlichen ionischen Flüssigkeiten vergleichbar ist.
Nachdem die Wirksamkeit von ASCENT für beide Antriebsarten nachgewiesen wurde, plant das Team, das Konzept mit der „Green Propellant Dual Mode“-Mission der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA zu validieren. Die Mission nutzt einen aktenkoffergroßen CubeSat-Nanosatelliten, der ein chemisches Triebwerk und vier Elektrospray-Triebwerke trägt, die alle von einem kompakten Zwei-in-einem-Treibstofftank versorgt werden. Der CubeSat soll im November starten; bei Erfolg könnte dies den Weg für Kleinsatelliten ebnen, Missionen jenseits der Erdumlaufbahn zu erkunden.
„Wir könnten CubeSats zum Mars oder in den Asteroidengürtel schicken, wo sie mit Elektrospray-Triebwerken langsam reisen könnten“, sagte Paulo Lozano, Professor für Luft- und Raumfahrt am MIT und Mitautor der Antriebsforschung. „Dann könnte man mit chemischen Triebwerken schnell manövrieren, um interessante Phänomene zu beobachten. Man hätte eine viel größere Flexibilität, um mehr zu erreichen.“
Die entsprechende Forschungsarbeit mit dem Titel „Performance characterisation of electrospray thrusters with energetic ionic liquid monopropellant“ wurde im „Journal of Propulsion and Power“ veröffentlicht.
Dieser Artikel wurde von Wedoany übersetzt und bearbeitet. Bei jeglicher Zitierung oder Nutzung durch künstliche Intelligenz (KI) ist die Quellenangabe „Wedoany“ zwingend vorgeschrieben. Sollten Urheberrechtsverletzungen oder andere Probleme vorliegen, bitten wir Sie, uns unverzüglich zu benachrichtigen. Wir werden den entsprechenden Inhalt umgehend anpassen oder löschen.
E-Mail: news@wedoany.com
