科学家开发了一种新型的微型卫星,称为CubeSat,可以在太空中进行微小的水蒸气爆炸。低成本的微型卫星和纳米卫星 -- 远远小于传统航天器 -- 变得越来越普遍。
可能会发射数千颗微型卫星,以执行从高分辨率成像和互联网服务到灾难响应,环境监测和军事监视的各种任务。美国普渡大学 (purdue University) 教授Alina Alexeenko说: “它们为新的任务提供了机会,例如星座飞行和探索,而大型同行无法在经济上实现。”
然而,为了实现其全部潜力,cubesat需要微推进装置来提供精确的低推力 “冲动位”,用于科学、商业和军事空间应用。研究人员说,新的微推进系统使用超纯净水。这种新系统称为薄膜蒸发MEMS可调阵列 (FEMTA) 推进器,它使用足够小的毛细管来利用水的微观特性。
由于毛细管只有大约10微米的直径,即使在空间的真空中,流体的表面张力也阻止其流出。激活位于毛细管末端附近的小型加热器会产生水蒸气并提供推力。通过这种方式,毛细管变成可以通过激活加热器来打开和关闭的阀门。该技术类似于喷墨打印机,该打印机使用加热器将墨滴推出。
Alexeenko说: “人们认为火星卫星火卫一上的水很丰富,这使它有可能成为太空中一个巨大的加油站。”“水也是一种非常干净的推进剂,降低了推进器羽流回流污染敏感仪器的风险,” 他说。立方体卫星由几个单位组成,每个单位10立方厘米。在这项研究中,四个装有约一茶匙水的FEMTA推进器被集成到一个单元的CubeSat原型中,并在真空中进行了测试。
该原型重2.8公斤,包含电子设备和惯性测量单元传感器,用于监视推进器系统的性能,该系统使用短暂的水蒸气爆发来旋转卫星。典型的卫星大小约为校车,重数千磅,有时耗资数亿美元。
尽管常规卫星需要能够承受恶劣太空条件的专用电子设备,但cubesat可以使用低成本的现成组件来建造。可以发射许多廉价的一次性卫星的星座,从而最大程度地减少了丢失卫星的影响。
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