Cold gas micro propulsion development for satellite application
Micro rymdfarkoster som har vunnit enorm popularitet under det senaste decenniet kallas “CubeSat”, en välkänd klass av små satelliter. Den snabbt växande funktionaliteten och populariteten hos CubeSat har hjälpt forskare att driva teknikdemonstrationen mot effektiv prestanda och tillförlitlighet som behövs för kommersiella och statliga applikationer. Att hålla rymdskräp och användning av fossila bränslen som drivmedel i åtanke har ett försök gjorts att utveckla ett grönt drivmedel för att övervinna problemen med rymdskräp, toxicitet hos drivmedel och prisvärt drivmedel. All flytande drivmedelsbaserad framdrivning kräver flytande matningssystem och för det använder man trycksatt gas (i princip helium) för att hjälpa vätska att utvisa ur tanken. Men när det flytande drivmedlet är över, är den trycksatta gasen outnyttjad och systemet tar slut på bränsle. Så det nuvarande arbetet, förutom att det används som normal kallgasframdrivning, erbjuder det också fördelen att använda matningssystem outnyttjade gaser vid flytande bränsle tar slut. Det nuvarande arbetet fokuserar på utveckling av kallgasmikropropeller och dess experimentella testning i rymd-och havsnivåförhållanden vid olika tryckförhållanden. En beräkningsvätskedynamikmodell för samma har utvecklats för att validera dess experimentella resultat. Tryckvärdet som registreras mellan mikro till milli Newton varierar för att uppfylla kraven på attityd och stationhållning för CubeSat på 1 till 50 kg torrmassområde. Tryckvärden på 0,8 mN vid 1 bar tryckskillnad till 2,24 mN vid 4 bar tryckskillnad rapporterades för vakuummiljötestning. Det är nästan bara två gånger värdet av dragkraft som uppnås vid havsnivå för motsvarande tryckskillnader. Dessutom parametrarna som tryck, temperatur, Mach-nummer, hastighetsvektor, specifik impuls, munstyckseffektivitet etc. studeras och rapporteras för 8 olika fall av tryckskillnad som sträcker sig från 1 bar tryckskillnad till 4 bar tryckskillnad respektive i atmosfärisk och vakuummiljö.
