تیتر خبرها
خانه / دسته‌بندی نشده / پژوهشگران کیوب‌ ست مجهز به پیشرانه پلاسمایی ساخته‌اند

پژوهشگران کیوب‌ ست مجهز به پیشرانه پلاسمایی ساخته‌اند

پژوهشگران دانشگاه پرینستون در حال ساخت ماهواره‌ی کوچکی هستند که درزمینه‌ی اکتشافات فضایی افق‌های جدیدی خواهد گشود.

در آزمایشگاه فیزیک پلاسمای دانشکده‌ی انرژی دانشگاه پرینستون (PPPL)، تعدادی از دانشجویان مشغول ساخت ماهواره‌ای مکعبی یا کیوب‌ست (CubeSat) هستند و قرار است از آن به‌عنوان بستری آزمایشی برای ساخت پیشرانه‌ی کوچک راکتی با ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد استفاده کنند.

در برنامه‌ی توسعه‌ی پیشرانه‌ی کیوب‌ست که هدایت آن را یوگنی ریتسس برعهده دارد، پژوهشگران امیدوار هستند انعطاف‌پذیری ماهواره‌های کوچکی را افزایش دهند که تاکنون بیش از هزار نمونه از آن‌ها به‌وسیله‌ی دانشگاه‌ها، مراکز پژوهشی و تجاری سرتاسر جهان به فضا پرتاب شده است. دستگاه پیشرانه‌ی پیشنهادی که از پلاسما نیرو می‌گیرد، می‌تواند مدارهای گردش کیوب‌ست را تغییر دهد و بالاتر یا پایین‌تر ببرد. این قابلیت که در‌حال‌حاضر به‌طور گسترده در فضاپیماهای کوچک وجود ندارد، می‌تواند به اکتشاف در اعماق فضا کمک کند. ریتسس می‌گوید:

اساسا قادر خواهیم بود که از این پیشرانه‌ی مینیاتوری برای مأموریت‌های بسیاری استفاده کنیم.

ماساکی یامادا، یکی از اعضای این پروژه می‌گوید:

ناوگانی متشکل از صدها عدد از این نوع کیوب‌ست‌ها می‌تواند فرایند اتصال مجدد در مگنتوسفر (میدان مغناطیسی اطراف زمین) را با جزئیات کاملی ثبت کند.

یامادا پژوهشگر اصلی آزمایش اتصال مجدد مغناطیسی در PPPL است که در آن اتصال مجدد مغناطیسی را مطالعه می‌کند. اتصال مجدد مغناطیسی جدایش و اتصال انفجاری خطوط میدان مغناطیسی موجود در پلاسما است که آغاز شفق‌های قطبی و شعله‌های خورشیدی و طوفان‌های زمین‌مغناطیسی را موجب می‌شود. این رویدادها می‌توانند موجب اختلال در سرویس تلفن و شبکه‌های برق روی زمین شوند.

مقاله‌های مرتبط:

مقیاس موتور مینیاتوری در آزمایش پیشرانه‌‌ی هال آزمایشگاه فیزیک پلاسمای پرینستون تا حد پیشرانه‌ای استوانه‌ای با هندسه‌ی نسبت حجم‌ به‌ سطح درخورتوجه کاهش پیدا کرد. در این آزمایش، استفاده از پلاسما (حالتی از ماده که متشکل از الکترون‌های شناور آزاد و هسته‌های اتمی یا یون‌ها است) برای پیشران فضایی بررسی می‌شود. یکی از مزیت‌های اصلی پیشرانه‌ی استوانه‌ای کوچک هال، قابلیت تولید تراکم بیشتری از نیروی رانش راکت است که در مقایسه با پیشرانه‌های پلاسمایی موجود که در بیشتر کیوب‌ست‌های فعلی استفاده می‌شوند، بیشتر است. پیشرانه‌ی مینیاتوری جدید می‌تواند هم به افزایش تراکم و هم تکانه‌ی ویژه‌ی زیادی برسد (اصطلاح تخصصی برای بیان میزان بهره‌وری سوخت یک راکت) که بسیار بیشتر از چیزی است که به‌وسیله‌ی راکت‌های شیمیایی و پیشرانه‌های گازسردی حاصل می‌شود که به‌طور معمول روی ماهواره‌های کوچک استفاده می‌شوند.

پژوهشگران پرینستون

پژوهشگران دانشگاه پرینستون درکنار مدل شاسی کیوب‌ست

پیشرانه‌های دارای تکانه‌ی ویژه‌ی زیاد از سوخت بسیار کمتری استفاده می‌کنند و می‌توانند مأموریت‌های ماهواره‌ای طولانی‌تری انجام دهند؛ بنابراین، مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند. علاوه‌بر‌این، تکانه‌ی ویژه‌ی زیاد می‌تواند به حد کافی موجب افزایش نیروی حرکتی ماهواره شود و به فضاپیما اجازه‌ی تغییر مدار را بدهد؛ قابلیتی که در کیوب‌ست‌های فعلی در حال گردش دور زمین وجود ندارد. درنهایت، چگالی درخورتوجه نیروی رانش به ماهواره‌ها این امکان را خواهد داد گردش‌های مداری پیچیده را با مصرف سوخت بهینه در زمان مناسب انجام دهند. این قابلیت‌ها مزایای زیادی دارد. برای مثال، کیوب‌ست ممکن است برای ردیابی طوفان‌ها یا نظارت بر تغییر خطوط ساحلی به مدار پایین‌تر تغییر مکان بدهد و وقتی نیروی کششی روی ماهواره ضعیف‌‌تر است و به سوخت کمتری برای پیش‌رانش نیاز دارد، به مدار بالاتر برگردد.

کیوب‌ست یک‌فوتی که پژوهشگران پرینستون به آن لقب تایگرست (TigerSat) داده‌اند، از سه مکعب آلومینیومی چهاراینچی تشکیل شده است که به‌صورت عمودی به‌هم چسبیده‌اند. حسگرها، باتری‌ها، تجهیزات رادیویی و دیگر ابزارها درون این کیوب‌ست قرار خواهند گرفت و پیشرانه‌ای مینیاتوری که تقریبا به‌اندازه‌ی قطر دو کوارتر (سکه‌ی آمریکایی) است، در هر انتها قرار داده می‌شود. وقتی ماهواره از استوای زمین عبور کند، پیشرانه برای تغییر مدار روشن خواهد شد. در ساخت این کیوب‌ست در دانشگاه پرینستون، دانشجویان و استادان متعددی مشارکت کردند. جاکوب سیموندز، یکی از دانشجویانی است که در این پروژه مشارکت کرده است. وی درباره‌ی کیوب‌ست می‌گوید:

این پروژه به‌عنوان نمونه‌ای اولیه از کیوب‌ست یامادا آغاز شد و سپس، به‌عنوان بستری آزمایشی برای پروژه‌ی پیشرانه‌ی پلاسمایی تکامل یافت.

در آزمایشگاه فیزیک پلاسمای پرینستون، مرکز آزمایشی نیز برای شبیه‌سازی جنبه‌های مهم عملیات کیوب‌ست در حال ساخت است. دنیل مارلو، یکی دیگر از اعضای این گروه می‌گوید:

دانشجویان و مشاوران آن‌ها تا حدی که سؤال‌های به‌خوبی تعریف‌شده‌ی مرتبط با پروژه‌ی تایگرست را شناسایی کرده‌اند، می‌توانند اعتبار کار مستقل را بفهمند. همچنین، در برخی از مجموعه سؤال‌های دوره‌ی فیزیک مقدماتی که به دانشجویان کارشناسی آموزش می‌دهم، سؤال‌هایی درباره‌ی برنامه‌ی پرواز تایگرست وجود دارد.

سیموندز درحالی‌که مشغول کار روی پیشرانه است، طرح پیشنهادی برای ابتکار پرتاب ماهواره‌ی معکبی ناسا تهیه می‌کند که قرار است در ماه نوامبر انجام شود. هزینه‌ی انجام پروژه‌های انتخابی این ابتکار که به ترویج مشارکت‌های فناورانه‌ی عمومی و خصوصی و توسعه‌ی فناوری‌های کم‌هزینه منجر می‌شوند، تأمین خواهد شد. ناگفته نماند طبق برنامه‌ریزی، ماهواره‌ی تایگرست در پاییز ۲۰۲۱ پرتاب خواهد شد.

ازنظر ریتسس، این پروژه نشان‌دهنده‌ی ارزش همکاری دانشجویان مهندسی پرینستون با PPPL و همکاری دانشکده و آزمایشگاه است. او می‌گوید:

این کار به‌نفع هر دو و همان چیزی است که می‌خواهیم آن را ترویج دهیم.


منبع این مطلب

درباره ی admin

مطلب پیشنهادی

مهدی کوشکی از تهران تا ونکوور!- اخبار فرهنگی – اخبار تسنیم

به گزارش خبرنگار فرهنگی تسنیم، مهدی کوشکی این روزها دو پروژه تئاتری را به‌صورت موازی …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *