¿Ya demostró el Demonstrator-1 2021-006BX un motor de combustión de hidrógeno-oxígeno alimentado por electrólisis?

El NASA CubeSat de la NASA demostrará movimientos impulsados ​​por agua en el espacio dice:

Un CubeSat de la NASA se lanzará a la órbita terrestre baja para demostrar un nuevo tipo de sistema de propulsión. Con medio litro de agua líquida como combustible, el sistema dividirá el agua en hidrógeno y oxígeno en el espacio y los quemará en un pequeño motor de cohete para impulsarlo.

y después

El sistema de propulsión de PTD-1 producirá propulsores de gas, una mezcla de hidrógeno y oxígeno, a partir del agua, solo cuando se active en órbita. El sistema aplica una corriente eléctrica a través del agua para separar químicamente las moléculas de agua en gases de hidrógeno y oxígeno, en un proceso llamado electrólisis. Los paneles solares de CubeSat aprovechan la energía del Sol para suministrar la energía eléctrica necesaria para operar el sistema de electrólisis en miniatura.

Estos gases son combustibles más energéticos que el agua; quemar hidrógeno y oxígeno gaseoso en la tobera de un cohete genera más empuje que usar agua líquida "sin dividir" como propulsor. Esto logra un mejor equilibrio entre el rendimiento y la seguridad para la propulsión de naves espaciales, lo que significa que CubeSats obtendrá más por su dinero.

“Lo nuevo es que este sistema usa agua como combustible de manera energética, con un sistema intrínsecamente seguro”, dijo Mayer. "Esta misión mostrará que podemos usar la electrólisis del agua en un motor de cohete en el espacio, eso es genial".

El demostrador de tecnología Pathfinder de Wikipedia menciona un lanzamiento programado para diciembre de 2020 y dice:

HYDROS es una tecnología híbrida química/eléctrica para proporcionar propulsión utilizando agua. Utiliza una celda de electrólisis para dividir el propulsor de agua en hidrógeno y oxígeno gaseosos que se almacenan bajo presión en tanques separados. Luego, el sistema quema la mezcla de hidrógeno y oxígeno en una simple boquilla propulsora para proporcionar hasta 1 Newton y un impulso específico de 258 segundos. Este sistema de propulsión está siendo desarrollado por Tethers Unlimited, Inc.

La página espacial de Gunter PTD 1 (Pathfinder Technology Demonstrator) lo enumera como `2021-006BX.

Sin embargo , no menciona un motor que queme hidrógeno y oxígeno y obtenga empuje del escape que sale a través de una boquilla, y en su lugar dice que utiliza propulsores de electropulverización para la propulsión:

El objetivo principal de la primera nave espacial Pathfinder Technology Demonstrator es calificar y caracterizar el vuelo de un novedoso propulsor de microelectrospray proporcionado por Busek Space Propulsion and Systems.

Cada misión PTD consta de un CubeSat de 6 unidades (6U) que pesa aproximadamente 11 kilogramos y mide 30 cm × 25 cm × 10 cm. Cada nave espacial PTD también estará equipada con paneles solares desplegables que proporcionan un promedio de 44 vatios de potencia mientras están en órbita.

Preguntas:

  1. ¿Ha demostrado el Demostrador-1 2021-006BX alguna propulsión derivada del agua dividida?
  2. ¿Ha demostrado, o al menos está previsto demostrar la propulsión mediante la combustión de hidrógeno y oxígeno quemados en un motor con escape que sale a través de una tobera, es decir, un "motor cohete" convencional?
Realmente espero que "una mezcla de hidrógeno y oxígeno" sea simplemente una mala escritura de su parte. ¿Cuál es la seguridad de almacenamiento a largo plazo de la mezcla de gases comprimidos y estequiométricos H2+O2?
@PcMan afortunadamente, la siguiente oración elabora: "... separar químicamente las moléculas de agua en gases de hidrógeno y oxígeno ..."
Sí. Por la escritura, parece como si estuvieran electrolizando el agua y almacenando el gas liberado como oxihidrógeno. Lo cual no es inconcebible, pero suena muy, muy arriesgado.
Podemos inferir que se ha demostrado alguna forma de propulsión
@ BrendanLuke15 Definir 2 * acciones de 'reimpulso' allí. Pero calculo menos de 0,6 m/s delta-v total. En el ISP de 258 s indicado, ¡eso es menos de 1,2 g de combustible quemado!
@ BrendanLuke15, dado que no hay respuestas inmediatas, ciertamente parece que podría ser la base para una respuesta parcial en lugar de solo un comentario. Supongo que te refieres a los pasos de circularización a mediados de abril y principios de mayo. Agregue un delta-v aproximado que representan, una estimación del tiempo de combustión (el empuje y la masa probablemente estén disponibles) y creo que será una respuesta bien recibida. Supongo que tendremos que esperar para obtener una confirmación adicional de algún comunicado de prensa antes de aceptar, ¡pero seguro que me parece creíble! (Simplemente no nos envíe fuera del sitio para la trama)

Respuestas (1)

Respuesta parcial que intenta obtener información de TLE históricos:

Progresión orbital

Nota: ignore el cambio (relativamente) grande desde el primer dato (época 24 de enero de 2021 a las 15:54:35 UTC) al observar el momento del lanzamiento/despegue ( 24 de enero de 2021 a las 15:00 UTC, Transporter-1 ) y el webcast muestra que aún no se ha implementado desde la segunda etapa.

Mirando el período orbital, podemos identificar 5 maniobras claras de elevación de la órbita:

Progresión del período orbital con maniobras identificadas

Para un delta-V total de ~0,66 m/s, significativamente menor que los ~100 m/s que teóricamente es capaz dado que "lleva una pinta [473 ml] de agua líquida como combustible" (primer enlace en cuestión + Especificaciones ISP de la hoja de datos de Tethers Unlimited ).

También parece que su misión podría haber terminado ( primer enlace en cuestión ):

Su demostración de vuelo, que durará de cuatro a seis meses , verificará el rendimiento de la propulsión a través de cambios programados en la velocidad y altitud de la nave espacial ejecutados por los propulsores alimentados por agua.

No ha realizado una maniobra de elevación de la órbita desde finales de abril de 2021 (~3 meses desde su lanzamiento).

¿Alguno de estos eventos fue lo suficientemente enérgico como para verificar que se produjo una combustión real, y no simplemente un rociado de gas propulsor presurizado por la boquilla?
Ok.. Según su hoja de datos, un empuje óptimo ofrece un impulso total de aproximadamente 1,75 Ns (de 0,4 g de combustible). Esto le daría a la nave (11 kg) alrededor de 0,16 m/s. Así que los 0,66 m/s observados parecen correctos en total. En realidad, es muy probable que el gran cambio en ese último impulso sea el resultado de 2 o más impulsos consecutivos.
¿Ya demostró el Demonstrator-1 2021-006BX un motor de combustión de hidrógeno-oxígeno alimentado por electrólisis?
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