gaz rece micro propulsion development for satellite application

micro nave spațiale care au câștigat popularitate uriașă în ultimul deceniu sunt denumite ca “CubeSat”, o clasă bine-cunoscut de sateliți mici. Funcționalitatea și popularitatea în creștere rapidă a CubeSat au ajutat cercetătorii să împingă demonstrația tehnologică către performanțe și fiabilitate eficiente necesare aplicațiilor comerciale și guvernamentale. Ținând cont de resturile spațiale și de utilizarea combustibililor fosili ca propulsor, s-a încercat dezvoltarea unui propulsor verde pentru a depăși problemele legate de resturile spațiale, toxicitatea propulsorului și propulsorul accesibil. Toată propulsia pe bază de combustibil lichid necesită un sistem de alimentare cu lichid și, pentru aceasta, folosește gaz sub presiune (practic heliu) pentru a ajuta lichidul să se expulzeze din rezervor. Dar odată ce propulsorul lichid s-a terminat, gazul sub presiune este neutilizat și sistemul rămâne fără combustibil. Deci, lucrarea actuală, pe lângă faptul că este utilizată ca propulsie normală cu gaz rece, oferă și avantajul utilizării gazelor neutilizate ale sistemului de alimentare în cazul epuizării combustibilului lichid. Lucrarea de față se concentrează pe dezvoltarea micro-propulsorului cu gaz rece și testarea sa experimentală în condiții de spațiu și nivelul mării la diferite condiții de presiune. Un model de dinamică a fluidelor computaționale pentru același lucru a fost dezvoltat pentru a valida rezultatele sale experimentale. Valoarea de împingere înregistrată între micro la Milli Newton variază pentru a îndeplini cerințele de atitudine și de menținere a stației pentru CubeSat de 1 până la 50 kg gama de masă uscată. Valorile de împingere de 0,8 mN la diferența de presiune de 1 bar până la 2,24 mn la diferența de presiune de 4 bar au fost raportate pentru testarea mediului în vid. Este aproape doar de două ori valoarea tracțiunii obținută în cazul nivelului mării pentru diferențele de presiune corespunzătoare. În plus, parametrii cum ar fi presiunea, temperatura, numărul Mach, vectorul de viteză, impulsul specific, eficiența duzei etc. sunt studiate și raportate pentru 8 cazuri diferite de diferență de presiune variind de la 1 bar diferență de presiune la 4 bar diferență de presiune, respectiv, în mediul atmosferic și vid.