ساخت اولین پیشران نانوماهواره ای با پیشرانش یون خالص - اخبار نجوم

محققان در این باره گفتند: این پیشران جدید که با استفاده از ترکیبی از چاپ سه بعدی و فرایند هیدروترمال نانوسیم های روی ساخته شده است، اولین دستگاه فراوری یون های خالص از مایعات یونی مورد استفاده برای فراوری پیشرانش است.

لوئیس فرناندو ولاسکز-گارسیا(Luis Fernando Velásquez-García) دانشمند اصلی این تحقیق از آزمایشگاه های فناوری میکروسیستم ام.آی.تی گفت: پیشرانش همراه با یون های خالص از پیشرفته ترین روش های پیشرانش ماهواره ای به شمار می رود و کارآمدتر نیز است چرا که باعث می گردد رانش بیشتری در واحد جریان سوخت موشک وجود داشته باشد. عملا رانش فراوری شده توسط دستگاه محققان که در مقیاس چند 10 میکرونیوتون قابل اندازه گیری است در واقع بسیار کوچک است.

با این حال، در محیط بدون اصطکاک فضا، یک تاسواره یا یک ماهواره کوچک می تواند سالها از چنین پیشران هایی برای شتاب بیشتر یا انجام مانور استفاده نمایند.

ولاسکز-گارسیا تأکید کرد که چاپ سه بعدی می تواند در ارائه امکانات کم هزینه جدید برای تأمین انرژی ماهواره ها نقش داشته باشد.

وی اضافه نمود: اگر می خواهید در زمینه فراوری سخت افزار با کارآیی بالا برای فضا کار کنید، واقعاً باید به دنبال بهینه سازی اشکال، مواد و همه چیزهای سازنده این سیستم ها باشید. چاپ سه بعدی می تواند در همه این موارد به شما یاری کند.

در این مطالعه که یافته هایش در مجله Additive Manufacturing منتشر شده است، محققان شرح می دهند که چگونه پیشران یونی کوچک آنها با فراوری یک افشانه از ذرات شارژ شده و شتاب گرفته حاصل از یک نوع نمک مایع به نام مایع یونی(IL) می تواند به صورت الکتروهیدرودینامیکی عمل کند.

یک ساختار چاپ سه بعدی مخزنی از مایع یونی همراه با جنگل مینیاتوری(miniature forest) از مخروط های ساطع نماینده را در خود جای داده است. این مخروط های ساطع نماینده با نانوسیم های اکسید روی که به صورت هیدروترمال بر روی سطوح مخروط رشد داده شده اند، پوشانده شده اند.

طبق گفته محققان نانوسیم ها در هنگام انتقال مایعات از مخزن به بخش بالایی ساطع نماینده، مانند فتیله عمل می نمایند و سپس ولتاژ بین ساطع نماینده ها و یک الکترود استخراج نماینده چاپ سه بعدی اعمال می گردد تا ذرات باردار از نوک ساطع نماینده برای فعال کردن پیشرانش خارج گردد.

به طور معمول، یک الکتروافشانه فراوری شده از مایعات یونی شامل یون ها و همچنین گونه های دیگر ساخته شده از یون ها است که با مولکول های خنثی مخلوط شده اند که این باعث می گردد پیشرانش یونی خالص ام.آی.تی حاص و در نوع خود اولین نوع جهانی آن باشد. الکترواسپری،الکترو افشانه دستگاهی است که از برق برای پراکنده کردن مایع یا ذرات معلق در هوا ناشی از این فرایند استفاده می نماید.

محققان می گویند فواره یونی خالص آنها در واقع نتیجه غافلگیرنماینده ای از طراحی آنها بوده است و آنها از نحوه فراوری آن کاملاً مطمئن نیستند اگرچه تصور می نمایند که نانوسیم های روی، علت این پدیده هستند.،مهر