روسيا تطور محرك بلازميا نبضيًا لأقمار CubeSat الصغيرة

محرك بلازمي نبضي يمثل خطوة متقدمة في عالم التقنيات الفضائية، حيث أعلن علماء معهد موسكو للطيران عن إنجازهم في تصميم نموذج مخصص للأقمار الصغيرة من نوع CubeSat، تلك المنظومات الاقتصادية والسريعة الإنتاج. هذا الابتكار، الذي أكدته الجامعة للوكالة الإخبارية تاس، يعزز الإمكانيات التشغيلية لهذه الأقمار بشكل ملحوظ، مما يفتح آفاقًا جديدة للمهام الفضائية المنخفضة التكلفة.

دور محرك بلازمي نبضي في تجاوز قيود أقمار CubeSat

تشهد قطاع الأقمار الصغيرة طفرة ملحوظة بسبب عدة عوامل رئيسية، مثل التكاليف المنخفضة للتصنيع والإطلاق السهل، بالإضافة إلى إمكانية تشكيل تشكيلات مدارية واسعة النطاق. ومع ذلك، تعتمد هذه الأقمار على ألواح شمسية محدودة الحجم لتوليد الطاقة، مما يقيد أداء المحركات التقليدية ويجعل المناورات الفضائية تحديًا مستمرًا؛ يأتي محرك بلازمي نبضي هنا ليحل هذه المشكلة، حيث يوفر دفعًا فعالًا يتناسب مع التصاميم الصغيرة دون الحاجة إلى موارد إضافية كبيرة. هذا النهج يسمح بإدارة أفضل للمسارات المدارية، مما يعزز من فائدة هذه التقنية في البرامج العلمية والتجارية على حد سواء.

أنواع محركات الفضاء وتميز التصميم الروسي

يتنوع تطوير المحركات الفضائية عالميًا بين عدة فئات، منها الكيميائية التي تعتمد على تفاعلات سريعة، والحرارية الكهربائية التي تحول الحرارة إلى دفع، مرورًا بالكهروستاتيكية التي تستخدم الشحنات الكهربائية. أما محرك بلازمي نبضي الذي طوره معهد موسكو للطيران، فيبرز كخيار مثالي للأقمار من حجم 6U فما فوق، حيث يقيس وحدة 1U حوالي 10 سم مكعبًا. يتيح هذا المحرك إنجاز مهام أساسية تشمل الحفاظ على الموضع المداري، تعديل الارتفاع، تنسيق مجموعات الأقمار، وحتى إزالة المنظومة من الفضاء بعد انتهاء المهمة للحد من التلوث المداري؛ بهذا، يساهم في تعزيز الاستدامة البيئية في الفضاء الخارجي.

آلية عمل محرك بلازمي نبضي خطوة بخطوة

يبرز تفوق محرك بلازمي نبضي في قدرته على توليد سرعات بلازما فائقة، مما ينتج نبضات دفع قوية ومؤثرة، مع الحفاظ على كفاءة عالية طوال المهمة. يتسم بالبساطة في التصميم، خاليًا من العناصر الباهظة الثمن، ويوفر تكاليف إنتاج أقل مقارنة بالبدائل المتطورة. لتوضيح العملية، يعتمد الفريق على الخطوات التالية في الوصف التقني:

• تخزين الطاقة داخل مكثف كهربائي قوي.
• توجيه الطاقة نحو قناة التفريغ الداخلية.
• تبخير مادة الفلوروبلاست أو التفلون لتحويلها إلى بلازما ساخنة.
• تسريع الجزيئات عبر حقل كهرومغناطيسي مكثف.
• إطلاق البلازما بسرعة هائلة لإنتاج دفعة تشبه الطلقة الفعالة.

هذه الآلية تضمن أداءً متميزًا في الحجم المحدود، مما يجعله مثاليًا للأقمار الصغيرة.

يجري حاليًا اختبارات أرضية شاملة لمحرك بلازمي نبضي استعدادًا للرحلات الفضائية، مع خطط لإطلاق الإنتاج الضخم قريبًا، ليصبح جزءًا من سلسلة جديدة لمحركات صغيرة تطورها الجامعة. يشرف على العمل معهد الأبحاث في الميكانيكا التطبيقية والديناميكا الكهربائية، بالشراكة مع مركز تقنيات البلازما والفراغ.