Есть ли какие-то новые прорывные двигательные установки для наноспутников?

С точки зрения тяги или дельты v, что будет следующим большим событием?

Это очень широкий вопрос. Вы имеете в виду непрерывную тягу, а если так, то именно электродвижение, или только большие Δ в изменения?
Я предполагаю, что под большими изменениями дельты v вы имеете в виду импульсивные ожоги? Если да, то мне все равно. Я просто ищу, что нового в этой области.

Ответы (1)

Нет.

Существует множество дополнительных исследований по адаптации различных ионных двигателей и других ранее существовавших двигательных систем к кубсатам. Есть некоторые экспериментальные двигатели (особенно если вы считаете торможение: сход спутников с орбиты как своего рода двигатель) - электродинамические или использующие следовое атмосферное сопротивление - которые тестируются с помощью кубсатов, хотя и не предназначены в качестве реальной практической движущей силы для наноспутников - как обычно. Это средство поставить спутник на место, где он выполняет свои реальные задачи — научные или иные — эти двигательные установки стоят слишком дорого и оставляют слишком мало места для оборудования для этих задач. Cubesat становится испытательным стендом, а не фактическим целевым судном-«заказчиком».

Разрабатываемая в настоящее время совершенно новая двигательная установка для кубсатов, хотя и интересная, вряд ли является прорывом: электрическая твердотопливная двигательная установка.

ESP обещает предоставить полностью функциональную, недорогую и безопасную возможность RCS - и даже недорогая основная силовая установка с низкими характеристиками имеет производительность намного выше, чем типичные недорогие альтернативы (холодный газ, пар), и стоимость намного ниже, чем высокоэффективные альтернативы (ион). . Помимо умеренной стоимости, решение действительно крошечное — один двигатель весом около 6 граммов, оставляющий достаточно места и массы для основных функций кубсата.

Очевидным недостатком, делающим его непрорывным, является низкая производительность: один двигатель RCS может обеспечить дельта-V порядка 10 см / с для вашего типичного 1U кубсата, а все двигатели ESP имеют очень скромный удельный импульс 200-230 с. . Это лучше, чем холодный газ и тому подобное, но хуже, чем все химические (твердотопливные, моно- и двухтопливные), не говоря уже об ионных двигателях. Тем не менее, безопасность материала соответствует жестким требованиям, предъявляемым к кубсатам, а простота устройства значительно снижает его сухую массу по сравнению с «конкурентами».

Конечно, RCS не очень популярная функция для кубсатов, а хилая дельта-V затрудняет обращение с ней как с чем-то другим, кроме как уловкой.

Я не обязательно говорю о новых технологиях. Двигательные установки Cubesat обычно работают намного ниже теоретических пределов, чем системы большего масштаба. Оптимизация может иметь довольно сильное влияние на массу топлива в миссиях с более высокой дельта-v благодаря тирании уравнения Циолковского.
@Schlusstein: Что ж, с учетом того, что это доступно в настоящее время, в отделе «следующая большая вещь» осталось очень мало. Кубсаты имеют слишком мало электроэнергии, чтобы заставить работать лучшие варианты ионных двигателей, требования накладывают полное эмбарго на все химические двигатели, ядерные двигатели мертвы по всем направлениям, лазерные двигатели — это область фемто/пикоспутников и кубсатов. выведены на слишком низкие орбиты, чтобы мечтать о солнечном парусе.
Есть некоторая игра с магнитным двигателем, но это больше удержание станции, чем реальное движение, входящее в наноньютоны. Возможно, в конечном итоге будут портированы некоторые новые ионные двигатели, такие как коллоидные двигатели. И есть постоянные разговоры об Em Drive, но даже если это не полное змеиное масло, нет никакого способа легко обеспечить ~ 300 Вт, необходимых для работы, не говоря уже о том, что прототипы действительно не соответствуют ограничениям веса кубсата.
Что ограничивает миниатюризацию лучших ионных двигательных установок? Учитывая, что кубсат высотой 12U должен иметь мощность не менее 200 Вт с развертываемыми панелями, я ожидаю, что в отделе электродвижения есть много возможностей для улучшения.
Что вы подразумеваете под магнитным двигателем?
@Schlusstein: Что бы вы сделали с кубсатом 12U? Что-нибудь, что не лучше сделать с обычным зондом? Если вы дадите кубсат достаточно дельта-V, чтобы уйти с Земли, вам понадобится действительно хорошая радиосвязь, отличные системы определения положения и положения, хорошие системы управления ориентацией, топливо и полезная нагрузка! И вы быстро исчерпаете бюджет в 12 кг. Очень дорогое и довольно бессмысленное занятие. Не берите в голову, что 200 Вт — это немного, если вы должны включить охлаждение, а с 200 Вт вы должны его включить. Все, где кубсат является оптимальным форм-фактором, достижимо с помощью современных двигателей.