CubeSat-ovi postaju sve popularniji, s otprilike 2.400 lansiranih do sada. Međutim, njihova mala veličina ograničava mogućnosti za fundamentalne tehnologije istraživanja svemira, uključujući pogon. To postaje još važnije kada planeri misija dizajniraju putovanja na druge planete ili asteroide.
Tim sa Sveučilišta znanosti i tehnologije Khalifa iz Abu Dhabija nedavno je objavio pregled u časopisu Aerospace o različitim tehnologijama pogona CubeSat-ova koje su trenutno dostupne—pogledajmo njihove prednosti i nedostatke.
Rad dijeli pogonske sustave na četiri kategorije: kemijski, kinetički, električni i “bez pogona”. Kemijski sustavi su tradicionalne rakete koje spaljuju kemikalije i izbacuju plin stvoren vatrom kako bi proizvele potisak. Kinetički sustavi koriste hladni plin, gdje jednostavno izbacuju molekule plina kako bi se kretali u suprotnom smjeru.
Električni sustavi slični su kinetičkim, ali koriste električni sustav, poput Hall-ovog efekta potisnika, za zagrijavanje pogonskog goriva prije izbacivanja. Tehnologije bez pogona nemaju aktivnu komponentu i umjesto toga pasivno koriste sile iz svemira za kretanje. Najčešći primjer toga su solarna jedra.
Kemijski pogon
Kemijski pogon najmanje je prikladan za CubeSat-ove zbog materijalnih zahtjeva za upravljanje malim eksplozijama, što čini prateću infrastrukturu previše glomaznom i teškom za standardni CubeSat paket. Iako su razvijeni neki miniaturizirani sustavi koji bi mogli stati u CubeSat okvir, sustavi kemijskog pogona vjerojatno neće uskoro postati popularni.
Kinetički pogon
Kinetički sustavi su češći za CubeSat-ove i dijele se u dvije glavne kategorije: hladni plin i Resistojet. U prošlosti smo pričali o sustavima koji koriste različita kinetička pogonska goriva, od amonijaka do vode. Ako se plin malo zagrije prije ispuštanja, sustav postaje Resistojet. Iako zagrijavanje nije na razini eksplozija kemijskih raketa, povećava snagu pogonskog goriva koje izlazi kroz mlaznicu potisnika.
Električni pogon
Električni pogon se u mnogočemu razlikuje od kinetičkog, koristeći električnu energiju za zagrijavanje pogonskog goriva prije ispuštanja. Ove tehnologije dijele se u tri glavne kategorije: elektrotermalno ispuštanje, elektrostatika i elektromagnetizam.
Elektrotermalni sustavi koriste električnu energiju za zagrijavanje plina, što povećava njegovu brzinu pri ispuštanju kroz mlaznicu, čime se stvara dodatni potisak.
Elektrostatski sustavi koriste električna polja za ubrzavanje nabijenih čestica koje služe kao pogonsko gorivo. Te čestice se izbacuju iz potisnika velikom brzinom, stvarajući snažan potisak.
Elektromagnetski sustavi koriste magnetska polja za ubrzavanje ioniziranih čestica pogonskog goriva. Plin se ionizira pomoću električne struje, a zatim se ubrzava kroz magnetsko polje, što stvara potisak.
Električni sustavi postaju sve češći na CubeSat-ovima, ali njihova primjena zahtijeva visokopreciznu obradu i napredne tehnologije, što ih čini složenijima za razvoj u usporedbi s jednostavnijim kinetičkim sustavima.
Sustavi bez pogona
Sustavi bez pogona postali su sve popularniji nakon uspješnog testa Lightsail-a, projekta Sunčeve jedrilice Planetarnog društva. Osim Sunčevih jedrilica, razvijaju se i druge tehnologije bez pogona, poput električnih užadi ili magnetskih jedara koja koriste magnetska polja u Sunčevom sustavu za kretanje.
Iako su mnoge od ovih tehnologija još uvijek u konceptualnoj fazi, njihova sposobnost pružanja potencijalno neograničenog potiska privlači dizajnere CubeSat-ova s dugoročnijim misijama na umu. Međutim, izazov leži u razvoju materijala i veličini ovih sustava, jer su mnogima potrebne velike strukture koje je teško smjestiti u kompaktne okvire CubeSat-a.
S obzirom na sav razvoj u svijetu CubeSat-ova, u budućnosti će se sigurno pojaviti više inovativnih ideja. S padom troškova lansiranja, sve više industrija i nevladinih organizacija bit će zainteresirano za to kako im ova platforma može pomoći. Bez obzira na to gdje se CubeSat-ovi koriste, morat će se osloniti na svoje pogonske sustave da bi tamo stigli.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
