🛫 👩🏾 👀 उपग्रहों का ज्वलन और हिमपात 💅🏾 🐂 👜

तुम्हारे साथ हाय lozgaएक कॉर्पोरेट ब्लॉग पोस्ट के लेखक की कुछ असामान्य भूमिका में। जनवरी में, एस्टरॉइड सेफ्टी ओलंपियाड चेल्याबिंस्क बोइलिंग पॉइंट में आयोजित किया गया था , जिसमें दक्षिण यूराल स्टेट यूनिवर्सिटी के उपग्रह बिल्डरों और शिक्षकों वालेरी बोगदानोव और रुस्लान पेशकोव ने अंतरिक्ष यान के लिए इंजन पर स्कूली बच्चों को एक व्याख्यान दिया था। यह सामग्री व्याख्यान और उनके साथ मेरी बातचीत का एक विस्तृत उपचार है।

मीथेन-ऑक्सीजन फ्यूल ओरिएंटेशन इंजन, नासा फोटो / जॉन एच। ग्लेन रिसर्च सेंटर

पसंद का धन

रॉकेट के निर्माण का पहला लिखित प्रमाण 13 वीं शताब्दी का है। केवल चार शताब्दियों बाद, न्यूटन के लिए धन्यवाद, क्या मानवता समझती थी कि वे कैसे काम करते हैं। संकेत: रॉकेट "पुश ऑफ" नहीं करता है - एक वैक्यूम में इससे पीछे हटने के लिए कुछ भी नहीं है, लेकिन यह विपरीत दिशा में पदार्थ की रिहाई के कारण एक दिशा में तेजी लाता है। और 20 वीं शताब्दी में, लोग, उपग्रहों का निर्माण करते हुए, अपने आंदोलन के लिए कई विकल्प लेकर आए, और यहां तक कि ऐसे भी हैं जो बड़े पैमाने पर अस्वीकृति पर काम नहीं करते हैं। उपग्रह इंजनों के मुख्य प्रकारों को निम्नानुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:

जैसा कि अक्सर होता है, हमारी दुनिया में, सभी मामलों के लिए कोई "आदर्श" इंजन नहीं है, और "एक अंतरिक्ष यान के लिए एक इंजन चुनने" का कार्य कई अलग-अलग स्थिति हो सकता है, जिससे कुछ विकल्प अस्वीकार्य या अप्रभावी हो सकते हैं। और किसी भी चीज की तुलना करने में सक्षम होने के लिए, हमें सबसे पहले उन मानदंडों को खोजने की जरूरत है जिनके द्वारा हम तुलना करेंगे। इंजनों के लिए, विशिष्ट आवेग और जोर को प्रतिष्ठित किया जा सकता है।

विशिष्ट आवेग- इंजन दक्षता का एक उपाय। परिभाषा के अनुसार, यह वह समय है जिसके दौरान इंजन 1 किलो ईंधन खर्च करके कर्षण विकसित कर सकता है। यदि हम किलोग्राम (अधिक सटीक, किलोग्राम-बल) में इंजन के जोर को मापते हैं, तो विशिष्ट आवेग को सेकंडों में मापा जाएगा, और अगर न्यूटन में जोर मापा जाता है, तो माप की इकाई प्रति मीटर एक मीटर होगी। सेकंड से मीटर प्रति सेकंड और इसके विपरीत, गुरुत्वाकर्षण के त्वरण से विशिष्ट आवेग को गुणा या विभाजित करके गणना की जा सकती है। मीटर प्रति सेकंड में परिवर्तन का अर्थ अधिक आसानी से समझा जा सकता है यदि इसे नोजल से बाहर निकलने पर इंजन से बहने वाले पदार्थ की गति के रूप में दर्शाया जाए। जाहिर है, जितना बड़ा विशिष्ट आवेग होगा, इंजन उतना ही अधिक कुशल होगा।

जोर, वास्तव में, एक सेवा पैरामीटर या एक सीमा भी है। बहुत कुशल इंजन, जो, हालांकि, थोड़ा कर्षण विकसित करता है, उस स्थिति में लागू नहीं किया जा सकता है जहां आपको एक पैंतरेबाज़ी करने की आवश्यकता होती है जिसे गति में एक बड़े बदलाव की आवश्यकता होती है और इसे समय पर बढ़ाया नहीं जा सकता (या कई इंजन शुरू होने पर विभाजित)।

दोनों मानों का संयोजन हमें प्रत्येक मामले में सबसे उपयुक्त इंजन का एक ग्राफ बनाने की अनुमति देता है।

स्रोत: अंतरिक्ष यान के लिए प्रतिक्रियाशील नियंत्रण प्रणाली, बिल्लाएव एन.एम., बेलिक एन.पी., उवरोव ई.आई. - एम .: मैकेनिकल इंजीनियरिंग, 1979।

ठंडा गैस इंजन

यदि आप अंतरिक्ष यात्रियों के इतिहास में रुचि रखते थे, तो आप जानते हैं कि गैस इंजन गागरिन के "मून -3" और "ईस्ट" को उन्मुख करते हैं। अब जबकि उपग्रहों ने रासायनिक इंजनों को छोड़ दिया है और विद्युत-प्रतिक्रियाशील पर स्विच कर रहे हैं, गैस इंजन कमजोर कर्षण और कम विशिष्ट आवेग के कारण पुरातन लग सकते हैं, हालांकि, ऐसा नहीं है। अब तक, डिजाइन अंतरिक्ष में भेजे जाते हैं जो प्रतीत होता है कि पुराने इंजन दूसरों की तुलना में बेहतर हैं। सबसे पहले, संपीड़ित गैस गैर विषैले है और अंतरिक्ष यात्रियों के रॉकेट पैक के लिए एकदम सही है - एक संभावित रिसाव से चालक दल को जहर नहीं मिलेगा, और सूट पर बसे निकास को निष्क्रिय नहीं करना पड़ेगा।

ब्रूस मैककंडलेस ने 1984 में MMU स्थापना का परीक्षण किया, नासा फोटो

एक ठंडी गैस प्रणोदन प्रणाली का डिज़ाइन सरल और विश्वसनीय है, सिवाय सिलेंडर, सोलनॉइड वाल्व और पाइपलाइनों के, इस बात पर विचार करें कि कुछ भी आवश्यक नहीं है। यदि आपके पास विशेषता गति (डेल्टा-वी) के पर्याप्त छोटे भंडार हैं, तो यह डिजाइन अधिक जटिल विकल्पों की तुलना में आसान होगा। ओरिएंटेशन गैस इंजन में उत्कृष्ट गतिशीलता होती है - वाल्व बहुत तेज होते हैं (प्रतिक्रिया समय 20 मिलीसेकंड तक) और उत्प्रेरक की प्रारंभिक हीटिंग की आवश्यकता नहीं है, कहते हैं। इन फायदों के कारण, वे सटीक लो-थ्रस्ट ओरिएंटेशन सिस्टम के लिए पूरी तरह से अनुकूल हैं, इसलिए, उदाहरण के लिए, गैया टेलीस्कोप गैस ओरिएंटेशन इंजनों के साथ उड़ गया। लिसा पाथफाइंडरअंतरिक्ष में काम करने वाले गुरुत्वाकर्षण वेधशाला की संभावना का परीक्षण करने के लिए और बहुत सटीक आंदोलन की आवश्यकता के लिए, दो इंजन विकल्प - फील्ड उत्सर्जन के साथ ठंडी गैस और इलेक्ट्रिक, उड़ान में उनका सफलतापूर्वक एक साथ और अलग-अलग परीक्षण किया गया।

ठंडे गैस पर इंजन की योजना। लाल उच्च गैस दबाव का क्षेत्र है, नीला निम्न का क्षेत्र है।

लेकिन, निश्चित रूप से, आप गैस इंजन पर गति में बहुत जोर या बड़ा बदलाव नहीं ला सकते हैं - संपीड़ित नाइट्रोजन का विशिष्ट आवेग 80 सेकंड से अधिक नहीं है, इसके अलावा, यह टैंक में घटते दबाव के साथ घटता है। संपीड़ित हाइड्रोजन में 270 सेकंड से अधिक का विशिष्ट आवेग होता है, लेकिन कम घनत्व के कारण, जोर अतार्किक रूप से छोटा होता है।

उच्च बनाने की क्रिया इंजन

निचले बाएं कोने में आरेख में एक तरल पदार्थ के रूप में काम करने वाले उच्च बनाने वाले पदार्थ होते हैं। यही है, एक ठोस शरीर टैंक में है, जो गर्म होने पर, तरल अवस्था को दरकिनार कर तुरंत गैस में चला जाता है। रोजमर्रा की जिंदगी में, आप "सूखी बर्फ" से मिल सकते हैं - एक ठोस राज्य में जमे हुए कार्बन डाइऑक्साइड। इस तथ्य के कारण कि संपीड़ित गैस इंजन बड़े जोर और विशिष्ट आवेग की पेशकश कर सकते हैं, उन्होंने वास्तव में उच्च बनाने की क्रिया इंजन का समर्थन किया। लेकिन अवधारणा को बिल्कुल भी नहीं छोड़ा गया है - नासा के शोध, जो शुरुआती दसवीं में किए गए हैं, ऐसे इंजनों को आशाजनक मानते हैं, बशर्ते कि काम करने वाले तरल पदार्थ को मौके पर निकाला जाता है। मंगल ग्रह पर कार्बन डाइऑक्साइड बर्फ, बाहरी सौर मंडल में मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड, क्षुद्रग्रह और धूमकेतु के अस्थिर पदार्थ - यह सब सैद्धांतिक रूप से स्थानीय रूप से उत्पादित ईंधन के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

एक खतरनाक कोर्स से एक धूमकेतु को भटकाने वाले उपकरण और एक तरल पदार्थ, नासा के चित्रण के रूप में स्थानीय संसाधनों का उपयोग करने की अवधारणा

एकल घटक इंजन

यह बोर्ड पर आग नहीं है, लेकिन ओरिएंटेशन सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले हाइड्रोजन पेरोक्साइड का एक नियमित निर्वहन है, सोयूज एमएस -02 की लैंडिंग, नासा / बिल इंगल्स फोटो

ऐसे पदार्थ हैं जो गर्मी की रिहाई के साथ कुछ शर्तों के तहत विघटित होते हैं, और अपघटन उत्पादों के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हैं। उन्हें लवल नोजल में निर्देशित करने और कर्षण प्राप्त करने के लिए। डिजाइन अभी भी सरल है, केवल एक ईंधन आपूर्ति लाइन है, दहन कक्ष में घटकों को मिश्रण करने में कोई समस्या नहीं है, तापमान को जटिल शीतलन की आवश्यकता नहीं है, लेकिन विशिष्ट आवेग पहले से ही ठंडे गैस इंजनों की तुलना में अधिक है।

एकल घटक इंजन आरेख केंद्रित हाइड्रोजन पेरोक्साइड

क्षमताप्रचुर ताप विमोचन के साथ पानी और ऑक्सीजन में एक साधारण लोहे के उत्प्रेरक पर विघटित होने से यह अंतरिक्ष अन्वेषण के समय भी एक लोकप्रिय प्रकार का एकल-घटक ईंधन बन गया - 1957 से आर -7 परिवार के ग्रहों के पहले और दूसरे चरण के इंजन का टर्बो पंप और अभी भी पेरोक्साइड के अपघटन पर काम करता है । सोयूज अंतरिक्ष यान के पहले संस्करणों के अभिविन्यास के इंजनों ने इस पर काम किया, और अब तक इसका उपयोग वंश वाहन को उन्मुख करने के लिए किया गया है। केंद्रित पेरोक्साइड विषाक्त नहीं है, लेकिन जलने का कारण बनता है अगर यह त्वचा के संपर्क में आता है और विस्फोटक होता है अगर लाइनें दूषित होती हैं। और फिर भी यह वर्षों और दशकों तक काम नहीं करेगा। विशिष्ट आवेग 150 सेकंड के क्षेत्र में अपेक्षाकृत छोटा है। पिछले दो गुणों के कारण, पेरोक्साइड का अब शायद ही कभी उपयोग किया जाता है।

हाइड्रेंजाइन कर्षण मोटर 1 न्यूटन, निर्मित

200-300 डिग्री सेल्सियस तक गरम किए गए उत्प्रेरक की उपस्थिति में एरियनस्पेस हाइड्राजीन विघटित हो जाता है। पहले से गरम करने की आवश्यकता के कारण, इंजन की गतिशीलता ड्रॉप, हाइड्रैज़िन बहुत ही विषैला होता है, लेकिन, 230-240 सेकंड के उच्चतम विशिष्ट आवेग और दीर्घकालिक भंडारण की संभावना के लिए धन्यवाद , यह एकल-घटक इंजन के लिए एक लोकप्रिय विकल्प बना हुआ है।

एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में नाइट्रस ऑक्साइड भी डिकोमा करने योग्य है, लेकिन उच्च तापमान पर, जो इंजन के डिजाइन को जटिल बनाता है। लेकिन यह अच्छा है क्योंकि यह विषाक्त नहीं है, घुट नहीं है, जलता नहीं है, विस्फोटक नहीं है, जंग का कारण नहीं है और बहुत लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है। स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में थे2 न्यूटन तक के थ्रस्ट के साथ नाइट्रस ऑक्साइड के लिए सफलतापूर्वक परीक्षण किए गए इंजन, 1225 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर एक घंटे से अधिक उत्प्रेरक को नष्ट किए बिना काम करते हैं। ऑपरेटिंग तापमान और भी कम हो सकता है, सरे विश्वविद्यालय (ग्रेट ब्रिटेन) के एक लेख से पता चला है कि 520 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर नाइट्रस ऑक्साइड उत्प्रेरक के बिना विघटित हो जाता है, जो आत्मनिर्भर अपघटन पर इंजन के निर्माण की अनुमति देता है। दुर्भाग्य से, नाइट्रस ऑक्साइड का विशिष्ट आवेग कम है, 170 सेकंड तक।

नाइट्रस ऑक्साइड प्रायोगिक कैटलिटिक चैंबर, स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी फोटो

हाइड्रेज़िन की विषाक्तता अधिक विदेशी विकल्पों के अध्ययन की ओर ले जाती है, उदाहरण के लिए, अमोनियम डिनिट्रामाइड (ADN) या हाइड्रोक्सीलामोनियम नाइट्रेट (HAN)। हाइड्रेंजिन की तुलना में थोड़ा अधिक विशिष्ट आवेग होने पर, ये रासायनिक यौगिक बहुत कम विषाक्त होते हैं, लेकिन उत्प्रेरक कक्ष में उच्च तापमान की आवश्यकता होती है।

हाइड्रेंजाइन क्लासिक

अंतरिक्ष यान को लंबे समय तक काम करना चाहिए, इसलिए इसके लिए ईंधन को वर्षों तक संग्रहीत करने में सक्षम होना चाहिए। और अगर आपको बहुत अधिक कर्षण और पर्याप्त रूप से बड़े विशिष्ट आवेग की आवश्यकता है, तो सबसे विकसित और परिचित विकल्प असममित डिमेथिलहाइड्राजीन (एक विकल्प के रूप में, मोनोमिथाइलहाइड्रैज़्रिन या हाइड्रैज़िन, तथाकथित एरोसिन के साथ मिश्रण) और डायज़ोटेट्रोक्साइड के आधार पर दो-घटक इंजन होगा।

एक दबाव कक्ष में 200 एन थ्रस्ट ओरिएंटेशन इंजन के परीक्षण, एरियनस्पेस द्वारा फोटो

इस ईंधन वाष्प के कई फायदे हैं - ईंधन कमरे के तापमान पर एक तरल अवस्था में है, वर्षों तक संग्रहीत, संपर्क पर स्वयं-प्रज्वलित, अर्थात, इसे इग्निशन सिस्टम की आवश्यकता नहीं है, 320 सेकंड के क्षेत्र में अच्छी गतिशीलता और एक अच्छा विशिष्ट आवेग है। लेकिन, ज़ाहिर है, कमियों के बिना नहीं। दोनों घटक बहुत विषैले होते हैं, क्षरण का कारण होते हैं और विशेष सामग्रियों की आवश्यकता होती है। और, चूंकि अब दो घटक हैं, अब हमारे पास दो टैंक हैं, दो आपूर्ति प्रणाली, अर्थात्, विफलता की उच्च संभावना से दोगुना है, और दहन कक्ष में घटकों को मिलाने की एक प्रणाली दिखाई देती है। उदाहरण के लिए, 2010 में, अकात्सुकी जांच बूस्ट वाल्व की विफलता के कारण शुक्र की कक्षा में प्रवेश नहीं कर सकी। नतीजतन, मिश्रण में ऑक्सीकरण एजेंट की अधिकता दिखाई दी, दहन कक्ष और नोजल का तापमान बढ़ गया, और वे अपूरणीय रूप से क्षतिग्रस्त हो गए।डिवाइस केवल पांच साल बाद शुक्र की कक्षा में प्रवेश करने में सक्षम था, एकल-घटक अभिविन्यास इंजनों पर बहुत लंबे ब्रेकिंग पैंतरेबाज़ी का प्रदर्शन किया।

अकात्सुकी जांच प्रणोदन प्रणाली आरेख , स्रोत

उच्च जोर और उच्च विशिष्ट आवेग के संयोजन के कारण, इस ईंधन जोड़ी पर इंजन मानवयुक्त अंतरिक्ष यान और आईएसएस आपूर्ति ट्रकों के लिए व्यावहारिक रूप से निर्विरोध हैं। कुछ समय पहले तक, वे इंटरप्लैनेटरी मिशन और जियोस्टेशनरी सैटेलाइट के लिए एक परिचित क्लासिक थे, लेकिन अब इन क्षेत्रों में उन्हें इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन इंजन के साथ भीड़ दी जा रही है।

वैकल्पिक

क्रायोजेनिक घटकों के साथ काम करने की कठिनाइयों ने डिजाइनरों को नहीं रोका। गैर-विषैले घटकों का उपयोग करने वाले इंजनों का एक अनूठा उदाहरण बुरान संयुक्त प्रणोदन प्रणाली है, जिसमें तरल ऑक्सीजन और केरोसिन का उपयोग किया जाता है। इस ईंधन जोड़ी के उपयोग ने एक महान शक्ति अनुपात दिया (358 सेकंड के क्षेत्र में विशिष्ट आवेग, यूडीएमएच + एटी से अधिक), गैर विषैले घटकों ने जहाज के संचालन को सुरक्षित और अधिक पर्यावरण के अनुकूल बनाया, और बिजली की आपूर्ति और जीवन समर्थन प्रणालियों के लिए ऑक्सीजन के उपयोग की भी अनुमति दी।

ODU "बुराना", तरल ऑक्सीजन का एक बड़ा टैंक स्पष्ट रूप से दिखाई देता है, स्रोत

विशेष तकनीकी समाधान: ईंधन भरने से पहले -210 डिग्री सेल्सियस तक ऑक्सीजन की गहरी शीतलन, टैंक में निरंतर सरगर्मी और अभिविन्यास इंजनों को खिलाए जाने से पहले गैसीकरण, एक प्रणोदन प्रणाली बनाना संभव बनाता है जो 30 दिनों तक उड़ान प्रदान कर सकता है।

और 2000 के दशक के मध्य में, नासा चंद्र मॉड्यूल और मानवयुक्त अंतरिक्ष यान के लिए मीथेन-ऑक्सीजन ईंधन जोड़ी पर विचार कर रहा था। मीथेन हाइड्रोजन की तुलना में तरल रूप में संग्रहीत करना बहुत आसान है, और विशिष्ट आवेग UDMH-AT की तुलना में अधिक है। जहाज, जो कि ओरियन बन गया, अंततः हाइड्रेज़ीन इंजन प्राप्त किया। लेकिन मीथेन इंजनों का विचार कहीं भी गायब नहीं होगा, क्योंकि स्थानीय रूप से एकत्रित संसाधनों पर काम करने वाले इंजनों के लिए, मीथेन एक दिलचस्प विकल्प बना हुआ है।

बिजली का भविष्य

2020, प्रस्तुत करकेविशेषज्ञों का वर्ष होना चाहिए, जब नए वाणिज्यिक उपग्रहों में से आधे इलेक्ट्रिक प्रणोदन इंजन का उपयोग करेंगे। यह देखते हुए कि वे बड़े पैमाने पर लॉन्च किए गए स्टारलिंक और वनवेब उपग्रहों पर हैं, अब यह अनुमान रूढ़िवादी लगता है। यूडीएमएच + एटी पर भूस्थैतिक उपग्रह अधिकतम एक सप्ताह में लक्ष्य की कक्षा में पहुंच जाएगा, लेकिन इसके प्रारंभिक द्रव्यमान का आधा हिस्सा ईंधन होगा। और इलेक्ट्रिक इंजन पर, कक्षा की वृद्धि में छह महीने लगेंगे, लेकिन उपग्रह 40% हल्का होगा। उच्च शक्ति रिपीटर्स के लिए स्थापित बड़े सौर पैनल इलेक्ट्रिक जेट इंजन के साथ खूबसूरती से संयोजित होते हैं। इसी तरह का एक बिजली का हमला वैज्ञानिक आशंकाओं के शिविर में होता है - डॉन जांच, जो 2007 में बंद हो गई, जिसमें रासायनिक इंजनों के लिए अप्राप्य, 11 किमी / घंटा की एक विशेषता थी।ये सभी उल्लेखनीय परिणाम इस तथ्य के कारण संभव हैं कि इलेक्ट्रिक जेट इंजन का विशिष्ट आवेग रासायनिक लोगों की तुलना में अधिक परिमाण का एक आदेश है और विभिन्न मॉडलों के लिए कई हजार सेकंड की एक विस्तृत श्रृंखला में है। लेकिन, ज़ाहिर है, हर चीज की एक कीमत है - इलेक्ट्रिक जेट इंजनों का जोर मिलिनवेटन में मापा जाता है, और इसे एक छोटे सिक्के के वजन के रूप में घरेलू स्तर पर दर्शाया जा सकता है।

दो प्रकार के इलेक्ट्रो-जेट इंजन सबसे आम हैं:

आयनिक इंजन इलेक्ट्रॉन बमबारी द्वारा गैस को आयनित करते हैं और एक विद्युत क्षेत्र में परिणामी आयनों का उत्सर्जन करते हैं।

एक हॉल प्रभाव डिजाइन में, जिसे अक्सर प्लाज्मा इंजन भी कहा जाता है, काम कर रहे तरल पदार्थ को कुंडलाकार कक्ष में खिलाया जाता है, जिसमें एक संभावित अंतर लागू होता है। तटस्थ गैस को एक इलेक्ट्रिक क्षेत्र द्वारा आयनित और त्वरित किया जाता है, जो बड़ी गति से इंजन से बाहर निकाल दिया जाता है।

आयोनिक इंजन में एक अधिक विशिष्ट आवेग होता है, लेकिन अब तक स्थायित्व के साथ समस्याओं से ग्रस्त हैं: समय के साथ झंझरी और कटाव को तेज करने और ध्यान केंद्रित करने के बीच बड़े संभावित अंतर से, झंझरी टूट जाती है। इसलिए आज, हॉल प्रभाव इंजनों में कई परिचालन लाभ हैं।

कम आम विकल्प भी हैं। उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रोथर्मल, यह भी एक इलेक्ट्रिक हीटिंग इंजन है जिसमें ईंधन को विद्युत प्रवाह के साथ गर्म करके त्वरित किया जाता है। पहली पीढ़ी के इरिडियम उपग्रहों पर (कुल 98 टुकड़े बनाए गए थे ) , 1 न्यूटन के जोर के साथ सात एकल-घटक इंजन और 0.369 एन के जोर के साथ एक और अधिक कुशल इलेक्ट्रिक-हीटिंग इंजन स्थापित किए गए थे । सभी इंजन हाइड्रेंजाइन के साथ एक टैंक द्वारा संचालित थे।

इलेक्ट्रिक हीटिंग इंजन का उत्पादनएयरोजेट रॉकेटडेन

इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन इंजन एक आशाजनक विषय है, और जहाँ आप बहुत अधिक इंजन थ्रस्ट के बिना कर सकते हैं, वहाँ अधिक होगा। और जब, अंत में, परमाणु रिएक्टर अंतरिक्ष में उड़ते हैं, तो उनकी विशाल ऊर्जा क्षमताएं, इलेक्ट्रिक प्रणोदन के एक विशिष्ट आवेग के साथ संयुक्त होकर, नए दृष्टिकोण खोलेगी।

बहुत अनमना

ठोस प्रणोदक इंजन धीरे-धीरे अंतरिक्ष यान के लिए लोकप्रियता खो रहे हैं। डिजाइन और उच्च कर्षण की सादगी एक एकल समावेश के लिए और रिकॉर्ड विशिष्ट आवेग से दूर - लगभग 290 सेकंड की क्षतिपूर्ति नहीं कर सकती है। लेकिन उनका एक गौरवशाली अतीत था: पहले पायनियर्स पर, छोटे ठोस राज्य इंजन पथ सुधार करने जा रहे थे, उन्हें मानव बुध और मिथुन पर ब्रेक इंजन के रूप में इस्तेमाल किया गया था, उन्हें चंद्रमा पर सर्वेयर की स्वचालित जांच से पहले चालू किया गया था, और लंबे समय तक वे अपोजी के रूप में इस्तेमाल किए गए थे इंजन, एक भू-संक्रमणकालीन कक्षा से उपग्रहों को भूस्थिरता के करीब स्थानांतरित करना।

पहली पीढ़ी का Syncom जियोस्टेशनरी सैटेलाइट डायग्राम, सेंटर-लेफ्ट एपोगी इंजन

विदेशी

न केवल बिजली के साथ काम करने वाले तरल को गर्म करना संभव है। परमाणु प्रतिक्रिया के दौरान बहुत अधिक गर्मी निकलती है, और 50 के दशक में एक रैमजेट इंजन के विचार उत्पन्न हुए। हाइड्रोजन को रिएक्टर कोर में प्रवेश करना था और बाहर फेंक दिया जाना चाहिए था। 900 सेकंड के क्षेत्र में विशिष्ट आवेग की उम्मीद की गई थी। यूएसएस - एनईआरवीए, यूएसएसआर - आरडी -0410 में महासागर के दोनों किनारों पर विकास किया गया था , लेकिन अंत में उन्हें चरणबद्ध किया गया था।

NERVA इंजन में

और भी अधिक आकर्षक डिजाइन थे: स्पंदित विस्फोटक, परमाणु ईंधन के लवण पर आधारित इंजन, गैस-चरण परमाणु इंजन, आदि, लेकिन अभी तक वे आरेख और रेखाचित्रों से आगे नहीं गए हैं।

हीटिंग की अधिक पर्यावरण के अनुकूल अवधारणाएं हैं, उदाहरण के लिए, सौर ऊर्जा या लेजर। चंद्रमा की सतह पर, रेजोलिथ दिन के दौरान एक सौ डिग्री से ऊपर उठता है, इसलिए काम कर रहे तरल पदार्थ को गर्म करने के लिए सूर्य के प्रकाश की एकाग्रता का सिद्धांत वास्तविक है, लेकिन बहुत हल्के दर्पण के बिना यह एक पारंपरिक रासायनिक इंजन के साथ सिस्टम के कुल द्रव्यमान को खो देगा।

सौर मोथ प्रायोगिक उपग्रह संकल्पना, स्रोत

गति को बदलने के लिए, उपरोक्त सभी विकल्पों ने विपरीत दिशा में पदार्थ के रिलीज का उपयोग किया। लेकिन ऐसे डिज़ाइन हैं जो इसके बिना करते हैं। सबसे प्रसिद्ध और सफल सौर पाल हैं। अकात्सुकी जांच के साथ शुक्र के लिए लॉन्च किए गए IKAROS अंतरिक्ष यान ने 10 जून, 2010 को 14x14 मीटर की सेल शुरू की। पाल के आकार को तंत्र के रोटेशन द्वारा समर्थित किया गया था, और अभिविन्यास को बदलने वाले किनारों पर एलईड द्वारा अभिविन्यास को नियंत्रित किया गया था। प्रायोगिक उपग्रह ने सफलतापूर्वक शुक्र से उड़ान भरी और 2013 तक, पाल के लिए धन्यवाद, इसने लगभग 400 मीटर / सेकंड की गति से बदल दिया।

IKAROS लेआउट को कम किया

सौर पाल ब्लेड एक आसान चीज नहीं है, इसे खोला जाना चाहिए, आदर्श रूप से बिना क्रीज और सैगिंग के, ताकत और नियंत्रणीयता सुनिश्चित करने के लिए ताकि मिशन के लिए एक यादृच्छिक माइक्रोमीटराइट और आपदा न बने। एक संभावित अधिक विश्वसनीय और कुशल विकल्प है - एक इलेक्ट्रिक सेल। एक नाजुक पैनल के बजाय, पतले पिंस या केबल खोले जाते हैं, एक इलेक्ट्रॉन बंदूक को उपग्रह पर रखा जाता है, जो इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालता है, इस कारण से उपग्रह और केबल एक सकारात्मक चार्ज प्राप्त करते हैं और सौर हवाओं को पीछे हटाते हैं। दुर्भाग्य से, प्रायोगिक एस्टोनियाई क्यूबेट ईएसक्यूब -1 अंतरिक्ष में पाल को खोलने में सक्षम नहीं था, और फिनिश अल्टो -1 को पिछले साल पाल खोलना था, लेकिन इसके बारे में कोई खबर नहीं है।

इलेक्ट्रिक सेल काम सिद्धांत, अलेक्जेंड्रे Szames द्वारा चित्रण

रस्सियों का उपयोग पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में ब्रेक लगाने के लिए किया जा सकता है या, इसके विपरीत, एक इंजन के रूप में उपयोग किया जा सकता है। यदि हम अंत में एक इलेक्ट्रॉनिक उत्सर्जक के साथ एक प्रवाहकीय केबल को खोलते हैं, तो केबल में एक करंट दिखाई देगा और उपग्रह ईंधन की खपत के बिना धीमा होने लगेगा। और यदि आप करंट की दिशा को उलटते हैं, तो आप तेजी ला सकते हैं। दुर्भाग्य से, जापानी HTV-KITE प्रयोग विफल हो गया - केबल खोलना नहीं था।

एक प्रवाहकीय केबल के साथ निष्क्रिय ब्रेकिंग का सिद्धांत

केबल को अनइंस्टॉल करने और परिणामस्वरूप सिस्टम को अनइंड करने के बाद, आप रोटेशन को गति में परिवर्तित कर सकते हैं, सही समय पर अंत में लोड को अनहुक कर सकते हैं। इस प्रकार, वे सफलतापूर्वक फोटॉन-एम 3 तंत्र से फोटिनो कैप्सूल से (भले ही बाद में नहीं मिल पाए) वापस लौट आए। सिद्धांत रूप में, घूर्णन केबल प्रणालियों का उपयोग कक्षाओं के बीच सामानों को स्थानांतरित करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन अभी तक ऐसी प्रणालियां केवल विज्ञान कथाओं में काम करती हैं (उदाहरण के लिए, नील स्टीवेंसन, सेमीविए)।

केबल खोलते समय "फोटोिनो" और "फोटॉन-एम 3" की पारस्परिक स्थिति

उपसंहार

उपग्रह इंजन के लिए इक्कीसवीं सदी बीसवीं से कम दिलचस्प नहीं होने का वादा करती है - विभिन्न अवधारणाओं की एक बहुतायत नए रोमांचक प्रयोगों और कई अलग-अलग दिशाओं में अंतरिक्ष इंजन के विकास का वादा करती है।

उपग्रहों का ज्वलन और हिमपात