Views
4 days ago

2018

55 רצועות

55 רצועות אלקטרודינאמיות tethers( :)Electrodynamic רצועות אלקטרודינאמיות נחקרות במשך עשרות שנים כאמצעי לספק שינוי מהירות לחלליות שסובבות את כדור הארץ,‏ כדי לבצע תמרונים ללא צורך בדלק על גבי החללית.‏ הרצועות מייצרות שדות חשמליים ושדות מגנטיים מצטלבים כדי להשרות כוח ניצב.‏ מקור השדה המגנטי הוא השדה המגנטי של כדור הארץ והשדה החשמלי מגיע מהזרמת זרם דרך הרצועות.‏ הכוח הזה ניתן לשימוש לביצוע תמרונים ללוויין לצורך קביעת המסלול שלו סביב כדור הארץ.‏ לא ניתן להשתמש ברצועות עבור בקרת ההצבה או תנועה יחסית בין לוויינים.‏ חלק ממשימות של לוויינים זעירים שוגרו כדי לבדוק את מנגנון הרצועות אבל ללא הצלחה בפריסת הרצועות.‏ משימות שבוצעו עם לוויינים גדולים יותר זכו להצלחה גדולה יותר.‏ מערכות הנעה כימית:‏ מערכות הנעה כימיות מפיקות את האנרגיה האגורה בדלק כדי ליצור את ההנעה.‏ כאשר הדלק נשרף הקשרים המולקולאריים מתנתקים ומשחררים אנרגיה בצורה של חום.‏ תוצרי הריאקציה מואצים כדי לייצר את הדחף דרך נחירים סופרסוניים.‏ בקטגוריה של המערכות הכימיות יש מספר אופציות שבתוכן monopropellants ‏)דלק המכיל בתוכו את החמצן לבערה(,‏ bi- propellants ‏)הדלק והחמצן מאוחסנים בנפרד(‏ ודלק מוצק.‏ תהליך הבערה יוצר בעיה בטיחותית בגלל המגבלות על מנגנונים פירוטכניים ואחסון חומרים כימיים שאוגרים אנרגיה במטען המשני.‏ מערכות הנעה כימיות רבות נמצאות בפיתוח אבל אף לוויין זעיר שמכיל אותן לא שוגר עד היום.‏ מערכת הנעה כימית עם דלק מסוג :monopropellants מערכת ההנעה מסוג monopropellants המשתמשת בהידראזין היא הנפוצה ביותר בחלליות במשימות חלל מחוץ למסלולי הלוויינים סביב כדור הארץ.‏ הסיבה לשימוש היא המסורת ארוכת השנים,‏ הפשטות של מערכת אספקת הדלק וה-‏Isp הגבוה.‏ הידראזין הוא חומר מאד רעיל והטיפול בו דורש התנהלות מאד זהירה,‏ ולכן השימוש בהידראזין כדלק יכול להיות יקר מאד.‏ כמו שציינו לפני כן,‏ נדרשים תנאי בטיחות מיוחדים עבור מנגנון הזנת הדלק בגלל הסיכון שקיים ביכולת של בעירה פנימית בתנאים רגילים ‏)טמפרטורה ולחץ חדר(.‏ כלומר,‏ השימוש בהידראזין דורש מנגנון שמירה על לחץ בטוח.‏ בנוסף,‏ יש דרישות בטיחות כדי למנוע מתהליך הבערה היזום להתרחש במקרה של תקלה.‏ שימוש בסוג הנעה זה הוא יקר מאד עבור לוויינים מסוג .CubeSats כתוצאה מכך,‏ במקום להשתמש בהידראזין נוטים להשתמש בדלקים ‏"ירוקים"‏ מסוג .monopropellants איור מס'‏ :8 מערכת HAN-based monopropellant thruster, BGT-5X של חברת Busek )Courtesy of Busek Company, Inc.(

56 איור מס'‏ 9: מערכת דלק מודולארית ל-‏ CubeSat שפותחה על ידי חברת Aerojet Rocketdyne )Courtesy of Aerojet Rocketdyne( מערכת הנעה כימית עם :bi-propellants מערכות הנעה עם דלק מסוג bi-propellant המפרידות את הדלק והגורם המחמצן לשני אמצעי אחסון נפרדים,‏ בדרך כלל אינן מתאימות ל-‏ .CubeSat הסיבה לכך היא רמת הסיבוך,‏ כפילות במרכיבים וההתניות הבטיחותיות הקיימות למערכות הנעה עם דלק מסוג זה.‏ מערכות אלה זקוקות לשתי מערכות הזנה נפרדות,‏ שני מכלי דלק וכפילות בהתניות הבטיחותיות כמו במערכות של דלק מסוג .monopropellants בנוסף לכך,‏ מערכת ההצתה צריכה לכלול bi- propellant מפני שהחומרים הנפרדים של הדלק יכולים להיות hypergolic ‏)ניצתים ספונטנית תוך כדי ערבוב(‏ או שהם מחייבים מערכת הצתה אקטיבית.‏ שני תרחישים אלה יכולים לגרום לבעיות בטיחותיות באחסון הדלק.‏ לווייני CubeSats מתוכננים לפשטות ולמחיר נמוך,‏ ומערכות הנעה מסוג bi-propellants מייקרות ומסבכות את המשימה.‏ מערכת הנעה מדלק מוצק:‏ מערכות הנעה כימיות הפועלות על דלק מוצק לא פותחו בהיקף משמעותי עבור לווייני CubeSats בגלל מגבלות התקנים בנושא פירוטכניקה.‏ אך מערכות כאלה קיימות.‏ כמות הדחף המסופקת על ידי המנוע הרקטי עם דלק מוצק היא משמעותית ל-‏ CubeSat וללא מערכת בקרת ייצוב רובוסטית עלולה לגרום ללוויין להתחיל ליפול לכיוון כדור הארץ.‏ לכן,‏ שימוש במערכות הנעה מדלק מוצק דורש מנגנון ייצוב להחזרת הלוויין למסלול.‏ איור מס'‏ 10: אמצעי דחף HYDROS )Courtesy of Tethers Unlimited, Inc

MARCH 2018