Миниатюрный ракетный двигатель, работающий на воде

20.09.2023

Исследователи из Имперского колледжа Лондона представили миру крошечное чудо техники - ракетный двигатель ICE-Cube Thruster (Iridium Catalysed Electrolysis CubeSat Thruster), который функционирует за счет катализируемого иридием электролиза. Этот микромотор настолько крошечен, что его изготовление осуществляется теми же методами, что и производство полупроводниковых микросхем. Двигатель призван оборудовать компактные спутники - кубсаты (CubeSat).

Как отмечается на портале New Atlas, до 90% космических запусков сосредотачиваются на выводе на низкую околоземную орбиту небольших спутников массой до 10 килограммов. Многие из них даже не превышают размерами обычного смартфона. Для таких космических аппаратов создание компонентов нужного масштаба представляет собой непростую задачу. Одной из основных сложностей является создание маленьких ракетных двигателей, учитывая ограниченные параметры таких спутников. В данном случае двигатели должны быть не только миниатюрными, но и максимально простыми, не требовать создания вакуума, потреблять мало энергии и быть безопасными в использовании, не используя токсичные материалы.

Длина ракетного двигателя ICE-Cube Thruster, созданного с поддержкой Европейского космического агентства, составляет лишь около 2 сантиметров, а длина камеры сгорания и сопла - всего 1 миллиметр. Для его функционирования требуется всего 20 ватт электрической мощности. В ходе тестов двигатель создавал тягу в 1,25 миллиньютона при удельном импульсе 185 секунд - это примерно в полмиллиарда раз меньше тяги двигателей, используемых на космических шаттлах.

Однако настоящей уникальностью этого микродвигателя является то, что в качестве топлива он использует обычную воду, которая абсолютно не взрывоопасна и не горюча. Принцип работы заключается в проведении электролиза воды при помощи электрического тока, в результате чего вода расщепляется на водород и кислород. Эти элементы затем подаются в камеру сгорания, создавая необходимую тягу для коррекции орбиты спутника.

Применение воды в качестве ракетного топлива не только содействует экологически чистому космическому исследованию, но и снижает общую массу космического аппарата, поскольку не требует использования сложных систем для его хранения и подачи. Однако разработка камеры сгорания и сопла для такого двигателя, суть которых - двухмерны, представила настоящий вызов, и здесь потребовались методы микроэлектроники и технология микроэлектромеханических систем (MEMS), которая обычно используется для обработки кремниевых пластин при производстве микросхем с точностью до микрометра.

<< Назад: Чашка меняет вкус чая 20.09.2023

>> Вперед: Космический аппарат NASA смог выдержать взрыв на Солнце 19.09.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Рекорд скорости передвижения с помощью магнитной левитации 26.04.2016 Шанхайский маглев, первая в мире коммерческая железнодорожная линия на магнитном подвесе, удерживает за собой рекорд скорости движения с помощью магнитной левитации при постоянной эксплуатации, который составляет 431 км/ч. (Одноразовый рекорд для пассажирских поездов был установлен в Японии в прошлом году - 603 км/ч). А вот абсолютный рекорд принадлежит 846 испытательной эскадрилье ВВС США на авиабазе имени Холломана недалеко от города Аламогордо (штат Нью-Мексико), которая занимается "полетами по горизонтали" - запусками специальных ракетных саней по различным скоростным трекам. Самым известным является высокоскоростной испытательный трек имени Холломана длиной 6 212 м, на котором в 2003 г. был установлен мировой рекорд скорости для ракетных саней, составляющий 8,6 Маха или 2 885 м/сек. А на другом треке длиной 640 м, оборудованном сверхпроводящими магнитами, специалисты 846 испытательной эскадрильи только что установили новый мировой рекорд для саней, передвигающихся с помощью магнитной левитации - 1018 км/ч. Причем это уже второй рекорд подряд - неделей ранее испытатели разогнали магнитные сани весом 907 кг до скорости 825 км/ч. Предыдущий рекорд, 820 км/ч, установленный на этом же полигоне, продержался более двух лет. На подготовку нынешних рекордных заездов у военных инженеров ушло шесть месяцев. Для обеспечения сверхпроводимости магниты были охлаждены с помощью жидкого азота до плюс четырех градусов Кельвина. Несмотря на впечатляющую скорость, инженеры испытательной эскадрильи считают, что это не предел. Их целью является достижение гиперзвуковой скорости 10 Махов или 12 346 км/ч, и сейчас конструкторы уже работают над применением в санях более легких материалов для следующего рекорда.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025