"ید" می‌تواند جایگزین خوبی برای "زنون" به عنوان سوخت ماهواره‌ها باشد
بسیاری از ماهواره ها برای تغییر مدار یا پرهیز از برخورد، از "زنون" به عنوان سوخت پیشرانه بهره می‌گیرند، ولی زنون گازی گران است - اکنون ما پی برده‌ایم که "یُد" می‌تواند جایگزینی ارزان‌تر باشد.
 |
| سامانه‌ی پیشران الکتریکی با "ید" که در یک اتاقک خلا روشن شده |
برای نخستین بار راه‌اندازی یک ماهواره با سوختِ یُد پیروزمندانه انجام گرفت. ید کارکرد بهتری نسبت به سوخت پیشرانه‌ی سنتی، زنون داشت- چیزی که تواناییِ کاربرد ید برای ماموریت‌های فضایی آینده را نمایان می‌کند.
فضاپیماها از سامانه‌های پیشرانش برای جابجایی در فضا بهره می‌گیرند، که به آنها کمک می‌کند برای نمونه مدارشان را تغییر دهند یا از برخورد با اجرام دیگر بپرهیزند. بخش کلیدی سامانه‌های پیشرانش، سوخت است- ماده‌ای که از فضاپیما پس زده می‌شود تا آن را به جلو براند.
امروزه سوخت یا پیشرانه‌ی اصلی که در سامانه‌های پیشران الکتریکی به کار می‌رود زنون است، ولی این ماده‌ی شیمیایی کمیاب و تولیدش گرانست. همچنین به عنوان یک گاز، زنون باید در فشار بسیار بالا انبار شود، کاری که نیاز به سازوبرگی ویژه و تخصصی دارد.
ید دارای جرم اتمی نزدیک به زنون است ولی فراوان‌تر و بسیار ارزان‌تر از آنست. همچنین می‌تواند به عنوان یک جامدِ بی‌فشار انبار شود، یعنی این توان را دارد که ساخت و طرح ماهواره‌ها را ساده کند.
دمیتری رافالسکی از شرکت فناوری فضایی ThrustMe در فرانسه به همراه همکارانش یک سامانه‌ی پیشران الکتریکی ساخته‌اند که از ید بهره می‌گیرد.
این سامانه‌ی پیشران نخست یک توده‌ی جامد ید را گرما داده و به گاز تبدیل می‌کند. این گاز با الکترون‌های پرسرعت بمباران شده و به شکل پلاسمایی از یون‌های ید و الکترون آزاد در می‌آید. سپس سخت‌افزار با بار منفی، یون‌های بار مثبت یونِ این پلاسما را به سوی اگزوز سامانه شتاب داده و فضاپیما را به جلو می‌راند.
این دانشمندان سامانه‌ی پیشرانشان را در فضا روی یک تاسواره (ماهواره‌ی مینیاتوری، کیوب‌ست) ۲۰ کیلویی آزمایش کردند. این ماهواره در روز ۶ نوامبر ۲۰۲۰ سوار بر یک موشک به فضا رفته و در مداری در فرازای ۴۸۰ کیلومتری جای داده شد. آنها تا ۲۸ فوریه‌ی ۲۰۲۱، این سامانه را پیروزمندانه ۱۱ بار در رشته‌ای از مانورهای کوچک به کار انداختند.
این گروه دریافتند که سامانه‌ی یُدی کمی بهتر از سامانه‌های زنونی کار می‌کند، با بهره‌وریِ انرژیِ کلیِ بالاتر- چیزی که کارایی ید به عنوان یک پیشرانه را به نمایش می‌گذارد.
رافالسکی می‌گوید: «اگر خواهان کاوش‌های فضایی پایدار و پشتیبانی‌پذیر باشیم، جایی که به اندازه‌ی امروز زباله‌ی فضایی تولید نکنیم، ناچاریم روی همه‌ی ماهواره‌ها، حتی کوچک‌ترینِ آنها هم سامانه‌ی پیشران کار بگذاریم.» وی می‌افزاید این به یک ماهواره امکان می‌دهد تا در پایان زندگی‌اش، به جای ماندن در مدار به زمین برگردد و: «به نظر می‌رسد "ید" یکی از راه‌های دستیابی به این هدف است.»
رافالسکی می‌گوید دردسرها و چالش‌هایی در پیوند با ید هست که باید چاره شوند. برای نمونه، ید با بیشتر فلزها واکنش نشان می‌دهد، از همین رو این گروه ناچار شدند سرامیک‌ها و پلیمرهایی برای پوشش بخش‌هایی از سامانه‌ی پیشران به کار ببرند. همچنین، ید جامد حدود ۱۰ دقیقه زمان می‌برد تا به پلاسما تبدیل شود، که شاید در مانورهای اضطراری و ناگه‌آیند برای پرهیز از برخوردهای درون-مداری، نتواند با سرعت کافی پیشران فراهم کند.
گزارش یافته‌های این دانشمندان در نشریه‌ی نیچر منتشر شده است.
-------------------------------------------------
telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
facebook.com/1star7sky
واژه‌نامه:
منبع: newscientist
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر