工程师为纳米卫星开发新型推进系统学术资讯

▲科学家提出，使用蒸馏水和乙醇作为纳米卫星新型推进系统的工作主体，安全系数高，对环境友好。

据SciTechDaily.com网站9月8日报道称，俄罗斯萨马拉大学航天研究所（简称SU）的科学家们在第四届 “关于自动空间飞行器和小型卫星的科学和技术试验（SPEXP）” 国际会议上提出了一种推进系统的原型机。该系统可用于操控纳米卫星SamSat-M（尺寸为10×10×30厘米）。推进系统的满载最大质量为1.55千克，推进速度约80米/秒。在进入拉法尔喷嘴之前，由电加热器加热蒸馏水-乙醇混合液所产生的蒸汽由同一加热器加热至所需温度。为确保快速加热，研究人员还使用了麦克斯韦超级电容器。

SU设计的纳米卫星推进系统是电热模式的，以蒸馏水和乙醇组成的混合物作为工作主体。采用这一设计的原因在于：小分子质量的水可以确保高速蒸汽流出，从而使卫星具有高机动速度。乙醇（约占混合物的40%）可以防止卫星在近地轨道上工作时出现的低温结冰状况。据研究人员介绍，由于蒸馏水-乙醇形成的混合物不包含自燃组件，几乎无毒，对环境友好，因此是很安全的。

科学家们还强调说，除了为解决传统任务而进行的纳米卫星质量、尺寸和能量特性的优化外，最紧迫的问题之一是建立一个可靠且相对廉价的发射系统，将设备送入轨道。解决这个问题的最佳方案之一是利用“背负式载荷”原理发射纳米卫星——将纳米卫星装载在大型运载卫星上，或搭载在即将“退役”的运载火箭舱内。对于空间发射任务来讲，尽量减少任何可能影响目标负载输出的风险（如自燃），是最需要考虑的问题。

研究人员认为，这种推进系统可以用于任何立方体卫星。推进系统的使用可显著扩展纳米卫星的性能。作为外太空任务的一部分，它们可以解决单个航天器无法解决的应用问题。因此，纳米卫星组可以用于研究地球物理场、电离层，以及预测自然灾害、检查宇宙飞船状况等。

目前，SU的研究人员已经有了完整的设计方案，并制造了蒸馏水-乙醇推进系统原型机。他们正在对原型机进行深入测试和调试。同时，研究人员还设计了一颗用于飞行设计实验的实验性纳米卫星。

科界原创

编译：雷鑫宇

审稿：alone

责编：张梦

原文链接：

https://scitechdaily.com/engineers-develop-a-new-propulsion-system-for-nanosatellites/