ساخت اولین پیشران نانوماهواره‌ای با پیشرانش یون خالص

محققان دانشگاه "ام.آی.تی" اولین پیشران چاپ سه‌بعدی(۳D-printed thruster) را تولید کردند که یون‌های خالص منتشر می‌کند و این موضوع آن را به یک منبع پیشرانش بسیار کارآمد برای نانوماهواره‌ها تبدیل می‌کند.
به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، محققان در این باره گفتند: این پیشران جدید که با استفاده از ترکیبی از چاپ سه‌بعدی و فرایند هیدروترمال نانوسیم‌های روی ساخته شده است، اولین دستگاه تولید یون‌های خالص از مایعات یونی مورد استفاده برای تولید پیشرانش است.
"لوئیس فرناندو ولاسکز-گارسیا"(Luis Fernando Velásquez-García) دانشمند اصلی این تحقیق از آزمایشگاه‌های فناوری میکروسیستم ام.آی.تی گفت: پیشرانش همراه با یون‌های خالص از پیشرفته‌ترین روش‌های پیشرانش ماهواره‌ای به شمار می‌رود و کارآمدتر نیز است چرا که باعث می‌شود رانش بیشتری در واحد جریان سوخت موشک وجود داشته باشد.
عملا رانش تولید شده توسط دستگاه محققان که در مقیاس چند ۱۰ میکرونیوتون قابل اندازه‌گیری است در واقع بسیار کوچک است.
با این حال، در محیط بدون اصطکاک فضا، یک تاسواره یا یک ماهواره کوچک می‌تواند سالها از چنین پیشران‌هایی برای شتاب بیشتر یا انجام مانور استفاده کنند.
ولاسکز-گارسیا تأکید کرد که چاپ سه‌بعدی می‌تواند در ارائه امکانات کم‌هزینه جدید برای تأمین انرژی ماهواره‌ها نقش داشته باشد.
وی افزود: اگر می‌خواهید در زمینه تولید سخت‌افزار با کارآیی بالا برای فضا کار کنید، واقعاً باید به دنبال بهینه‌سازی اشکال، مواد و همه چیزهای سازنده این سیستم‌ها باشید.
چاپ سه‌بعدی می‌تواند در همه این موارد به شما کمک کند.
در این مطالعه که یافته‌هایش در مجله "Additive Manufacturing" منتشر شده است، محققان توضیح می‌دهند که چگونه پیشران یونی کوچک آنها با تولید یک افشانه از ذرات شارژ شده و شتاب گرفته حاصل از یک نوع نمک مایع به نام "مایع یونی"(IL) می‌تواند به صورت الکتروهیدرودینامیکی عمل کند.
یک ساختار چاپ سه‌بعدی مخزنی از مایع یونی همراه با "جنگل مینیاتوری"(miniature forest) از مخروط‌های ساطع کننده را در خود جای داده است.
این مخروط‌های ساطع کننده با نانوسیم‌های اکسید روی که به صورت هیدروترمال بر روی سطوح مخروط رشد داده شده‌اند، پوشانده شده‌اند.
طبق گفته محققان نانوسیم‌ها در هنگام انتقال مایعات از مخزن به بخش بالایی ساطع کننده، مانند فتیله عمل می‌کنند و سپس ولتاژ بین ساطع کننده‌ها و یک الکترود استخراج کننده چاپ سه بعدی اعمال می‌شود تا ذرات باردار از نوک ساطع کننده برای فعال کردن پیشرانش خارج شود.
به طور معمول، یک الکتروافشانه تولید شده از مایعات یونی شامل یون‌ها و همچنین گونه‌های دیگر ساخته شده از یون‌ها است که با مولکول‌های خنثی مخلوط شده‌اند که این باعث می‌شود پیشرانش یونی خالص ام.آی.تی حاص و در نوع خود اولین نوع جهانی آن باشد.
الکترواسپری/الکترو افشانه دستگاهی است که از برق برای پراکنده کردن مایع یا ذرات معلق در هوا ناشی از این فرایند استفاده می‌کند.
محققان می‌گویند فواره یونی خالص آنها در واقع نتیجه غافلگیرکننده‌ای از طراحی آنها بوده است و آنها از نحوه تولید آن کاملاً مطمئن نیستند اگرچه تصور می‌کنند که نانوسیم های روی، علت این پدیده هستند.
انتهای پیام