211service.com
Kickstarter-kampanj vill skicka små satelliter ut ur jordens omloppsbana
En minisatellit, inte större än en limpa, skulle kunna pressa sig själv ur jordens omloppsbana så snart som nästa år om en crowdfunding-kampanj för att stödja utvecklingen av ett diminutivt framdrivningssystem lyckas. Om sådana små rymdfarkoster kan fås att fungera långt från jorden, skulle de en dag kunna göra billiga expeditioner till asteroider, Mars och längre bort.
Rymdlimpa: Den här artistens återgivning visar en CubeSat med tre enheter med en framdrivningsenhet.
Interplanetära rymdfarkoster är vanligtvis större än en bil, kostar hundratals miljoner till miljarder dollar och tar många år att utveckla och lansera. Under de senaste åren har forskare funderat på hur man skickar små satelliter, kallade CubeSats, som har sänts upp i jordens omloppsbana under det senaste decenniet, främst av universitetsteam, längre bort.
Forskare vid University of Michigan har en design för ett framdrivningssystem som de tror är redo att skicka en CubeSat på en expedition i rymden. Deras kampanj på insamlingssajt Kickstarter ber om $200 000 för att betala för utveckling som behövs för att göra en testlansering nästa år.
Sedan den 4 juli har mer än 800 personer lovat över $32 000 till CubeSat Ambipolar Thruster-projektet. Det är långt ifrån det slutliga målet, men kampanjen verkar sannolikt att lyckas tack vare intresset från några djupa givare. Vi har redan haft ett par personer som kontaktat oss och berättat att de bara vill finansiera det hela, säger teamledaren Benjamin Longmier . Forskarna i Michigan har också ansökt om bidrag från amerikanska myndigheter.
Satelliten kan skjutas upp om ett år, säger Longmier, och ge sig ut på en interplanetär resa efter att ha testats i låg omloppsbana om jorden. Det är inte klart hur länge den skulle överleva, men på Kickstarter-sidan skämtar teamet om att den lilla sonden om 100 miljoner år skulle kunna hittas och visas i ett museum i Alpha Centauri-systemet.
Ingen CubeSat har lämnat jordens omloppsbana tidigare, men Michigan-teamet tror att dess framdrivningssystem löser en viktig barriär för billigare interplanetär utforskning. CubeSats är gjorda av en eller flera 10-centimeter breda instrumentlådor och liftar i omloppsbana med större, dyrare rymdfarkoster. Det begränsar de typer av framdrivningssystem som kan installeras på en CubeSat. Vanliga system som använder explosiva kemikalier eller högt trycksatta gaser för att producera dragkraft skulle utgöra för stor risk för en CubeSats dyrare uppskjutningskompisar. Nästan alla av de 100 eller så CubeSats som lanserats hittills har inte haft något framdrivningssystem alls.
Michigan-systemet skulle inte utgöra någon fara för uppskjutningen det liftade med eftersom det skulle använda ett icke-explosivt drivmedel som jod eller vatten lagrat i en behållare utan tryck.
För att driva satelliten skulle en värmare förånga drivmedlet och skicka neutrala gasatomer in i en liten kammare. En radioantenn runt den kammaren skulle aktivera gasen och orsaka kollisioner som skulle slå elektroner från gasatomerna för att skapa ett plasma. En ringformad permanentmagnet skulle sedan accelerera dessa laddade partiklar ut genom ett munstycke för att driva CubeSat i motsatt riktning.
Michigan-teamet säger att dess system kan passa in i en 10 centimeter bred modul i en CubeSat med tre enheter och driva den i hastigheter på upp till 10 kilometer per sekund. Det skulle räcka för att trycka satelliten minst en miljon kilometer från jorden, ur planetens gravitationsgrepp.
Paulo lozano , chef för rymdpropulsionslabbet vid MIT, säger att han har vissa tvivel om projektet. Plasman måste vara extremt tät för att ge joner för dragkraft, säger han, och plasma med hög densitet tenderar att skada allt de kommer i kontakt med. Om de kan göra det är det bra, säger Lozano, som utvecklar ett annat elektriskt framdrivningssystem som använder joner i salta vätskor, snarare än plasma, för att generera dragkraft.
Longmier svarar att magneten som riktar jonsprutet ut ur thrustern också kommer att förhindra att det mesta plasman kommer i kontakt med väggarna i dess kammare, vilket köper tillräckligt med tid för en CubeSat att fly jordens omloppsbana. Det ser ut som att vi kan bearbeta upp till cirka 10 till 20 kilo drivmedel med vår lilla propeller, säger Longmier, och simuleringar tyder på att mindre än tre kilo behövs för att skicka en CubeSat bortom jorden. Erosion, säger han, verkar vara en icke-fråga.
Andra rymdskeppskomponenter – som kraft- och kommunikationssystem – behöver fortfarande utvecklas för att CubeSats ska kunna göra mycket när de är långt från jorden. Men om några år till kan de skickas för att studera asteroider eller för att leta efter tecken på liv på avlägsna isiga månar, skriver teamet på sin Kickstarter-sida. På grund av sin storlek kan de små sonderna kanske bara ta en enda typ av mätning på varje plats istället för att bära flera instrument som ett traditionellt hantverk, men Lozano säger att de har en stor fördel jämfört med större uppdrag: de är mycket billiga.