¿Existen nuevos sistemas de propulsión innovadores para nanosatélites?

En términos de empuje o delta v, ¿cuál es el próximo gran avance?

Esa es una pregunta muy amplia. ¿Se refiere a propulsión continua, y si es así específicamente a propulsión eléctrica, o solo a grandes Δ v ¿cambios?
Supongo que por grandes cambios delta v te refieres a quemaduras impulsivas. Si es así, realmente no me importa de ninguna manera. Solo estoy buscando qué hay de nuevo en el campo.

Respuestas (1)

No.

Hay un montón de investigación incremental sobre la adaptación de diferentes propulsores de iones y otros sistemas de propulsión preexistentes a cubesats. Hay algunas propulsiones experimentales (especialmente si cuenta el frenado: desorbitar satélites como un tipo de propulsión), electrodinámicas o que utilizan trazas de arrastre atmosférico, que se prueban con la ayuda de cubesats, aunque no pretenden ser una propulsión práctica real para nanosatélites, ya que normalmente la propulsión Estos sistemas de propulsión cuestan demasiado y dejan muy poco espacio para el equipo para estas tareas. Cubesat se convierte en un banco de pruebas, no en el buque "cliente" objetivo real.

El que se está desarrollando actualmente, un sistema de propulsión completamente novedoso para cubesats, aunque interesante, no es un gran avance: la propulsión de propulsor sólido eléctrico .

La promesa de ESP es brindar una capacidad RCS completamente funcional, económica y segura , e incluso una propulsión principal económica de bajo rendimiento de rendimiento mucho más alto que las alternativas económicas típicas (gas frío, vapor) y un costo mucho más bajo que las alternativas de alto rendimiento (iones). . Además del costo moderado, la solución es realmente pequeña: un solo propulsor que pesa alrededor de 6 gramos, dejando mucho espacio y masa para las funciones principales del cubesat.

La desventaja obvia, que hace que no sea un gran avance, es el bajo rendimiento: el propulsor RCS único puede proporcionar delta-V del orden de 10 cm/s a su cubesat típico de 1U, y todos los propulsores ESP tienen un impulso específico muy modesto de 200-230 s. . Eso es mejor que el gas frío o similares, pero peor que todos los productos químicos (sólidos, mono y bipropulsores), sin importar las propulsiones de iones. Aún así, la seguridad del material cumple con los estrictos requisitos de los cubesats, y la simplicidad del dispositivo reduce enormemente su masa seca en comparación con los "competidores".

Por supuesto, RCS no es una característica muy buscada para los satélites cúbicos, y el insignificante delta-V hace que sea difícil tratarlo como algo más que un truco.

No estoy hablando necesariamente de nuevas tecnologías. Los sistemas de propulsión de Cubesat suelen funcionar mucho más por debajo de los límites teóricos que los sistemas de mayor escala. La optimización puede tener impactos bastante dramáticos en la masa propulsora en misiones delta-v más altas gracias a la tiranía de la ecuación de Tsiolkovsky.
@Schlusstein: Bueno, con esto disponible actualmente, queda muy poco en el departamento de "próxima gran cosa". Los cubesats tienen muy poco suministro de energía eléctrica para que funcionen las mejores variantes de motores de iones, los requisitos imponen un embargo total sobre toda la propulsión química, los motores nucleares están muertos en el agua en todos los ámbitos, la propulsión láser es un dominio de femto/picosatélites y cubesats. se despliegan en órbitas demasiado bajas para empezar a soñar con una vela solar.
Hay algunas incursiones en la propulsión magnética, pero eso es más un mantenimiento de la estación que la propulsión real, yendo a nano-newtons. Posiblemente, algunos nuevos motores iónicos, como los propulsores coloidales, serán portados eventualmente. Y hay conversaciones constantes sobre Em Drive, pero incluso si no es un aceite de serpiente total, no hay forma de proporcionar fácilmente los ~ 300 W necesarios para la operación, sin importar que los prototipos realmente no se ajusten a los límites de peso de cubesat.
¿Cuál es el factor limitante en la miniaturización de los mejores sistemas de propulsión iónica? Dado que un cubesat de 12U debería poder generar al menos 200 W con paneles desplegables, espero que haya mucho margen de mejora en el departamento de propulsión eléctrica.
¿A qué te refieres con propulsión magnética?
@Schlusstein: ¿Qué harías con ese cubesat de 12U? ¿Algo que no se haga mejor con una sonda convencional? Si le da al cubesat suficiente delta-V para escapar de la SOI de la Tierra, necesita una radio realmente buena, excelentes sistemas de determinación de actitud y posición, buenos sistemas de control de actitud, combustible y carga útil. Y rápidamente agotas el presupuesto de 12 kg. Un esfuerzo muy costoso y bastante inútil. No importa, 200 W no es mucho si debe incluir refrigeración, y con 200 W debe incluirla. Todo lo que cubesat es el factor de forma óptimo se puede lograr con la propulsión actual.
¿Existen nuevos sistemas de propulsión innovadores para nanosatélites?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v