NASA testează un CubeSat cu propulsie dual-mode înainte de lansare
Inginerii de la Centrul de Zbor Spațial Marshall al NASA din Huntsville, Alabama, au finalizat recent o serie de teste de mediu și fizice pe un nou satelit de mici dimensiuni, conceput pentru a face zborul spațial mai sigur și mai eficient. Misiunea ASCENT (Advanced Spacecraft Energetic Non-Toxic) Propulsion Dual Mode este o demonstrație de zbor a unei nave spațiale de aproximativ dimensiunea unei cutii mari de pantofi.
Propulsia navelor spațiale se bazează în mod tradițional pe combustibili volatili și pe sisteme separate și voluminoase pentru diferite tipuri de manevre în spațiu. De obicei, navele spațiale transportă două sisteme de propulsie separate pentru navigație: un sistem chimic cu împingere mare pentru mișcări rapide, cum ar fi intrarea pe orbită, și un sistem electric cu împingere mică pentru manevre eficiente și lente, cum ar fi menținerea poziției. Acest lucru necesită mai multe rezervoare de combustibil și conducte grele, care ocupă spațiu prețios și adaugă greutate.
Nava spațială în curs de dezvoltare utilizează un singur propulsor netoxic numit ASCENT. Prin alimentarea atât a unui motor de combustie cu împingere mare, cât și a propulsoarelor electrospray cu împingere mică dintr-un singur rezervor central, nava spațială economisește masă și volum. Pentru misiunile viitoare, aceasta înseamnă mai mult spațiu pentru instrumente științifice și capacitatea de a fi lansată pe rachete mai mici și mai ieftine.
Aducerea acestui concept la stadiul de zbor necesită colaborare la nivel național. NASA Marshall gestionează misiunea, în timp ce nava spațială se bazează pe propulsoare electrospray dezvoltate de Massachusetts Institute of Technology, un modul de propulsie chimică construit de Plasma Processes și o platformă de nave spațiale integrată de Georgia Institute of Technology.
„Sunt multe detalii mărunte și multe provocări mici, precum și unele mari”, a declarat Nehemiah Williams, managerul de proiect al demonstrației la NASA Marshall. „Dar asigurarea funcționalității sistemului de propulsie în cadrul tuturor acestor echipe diferite este ceea ce face misiunea un succes.”
Înainte ca o navă spațială să poată opera în siguranță în mediul dur al orbitei joase a Pământului, aceasta trebuie să treacă o serie de teste la sol. În ultimele luni, echipa de ingineri de la Marshall a supus hardware-ul de zbor unor verificări intense în cadrul Laboratorului de Service și Integrare a Navelor Spațiale Mici al centrului.
Pentru a verifica integritatea sistemului de propulsie unificat, inginerii au efectuat un test de scurgeri cu heliu presurizat al navei spațiale într-o cameră de vid. Testul a confirmat că etanșările acesteia au funcționat conform intenției. Deoarece sistemul utilizează un singur rezervor de propulsor ASCENT pentru a alimenta două tipuri de propulsoare, conductele de combustibil etanșate și valvele sunt vitale pentru siguranța și succesul misiunii.
Echipa a supus de asemenea nava spațială testelor termice în vid. Spațiul este un mediu necruțător, fără aer și cu variații extreme de temperatură. Prin plasarea navei spațiale într-o cameră de vid specializată care simulează aceste condiții, inginerii pot verifica dacă electronica, propulsoarele și sistemele mecanice vor funcționa normal pe orbită.
Nava spațială a trecut și printr-un test de rotație. La fel ca un cauciuc de automobil, o navă spațială trebuie să fie echilibrată. Testul măsoară proprietățile de masă ale navei spațiale și centrul de greutate. Aceasta validează capacitatea CubeSat-ului de a zbura stabil și de a menține atitudinea corectă, permițând antenelor sale să comunice cu Pământul și panourilor solare să capteze razele soarelui.
Cu testele de mediu și fizice finalizate, misiunea intră în etapele finale de pregătire. Echipa va finaliza verificările finale ale sistemului, va integra panourile solare ale navei spațiale și va expedia hardware-ul la destinația de lansare.
Misiunea ASCENT Propulsion Dual Mode este programată să fie lansată nu mai devreme de 1 octombrie, ca sarcină utilă la bordul unei rachete SpaceX Falcon 9 de la Baza Forțelor Spațiale Vandenberg din California. Odată desfășurată pe o orbită la aproximativ 520 de kilometri deasupra Pământului, nava spațială va începe o misiune de nouă luni. După o perioadă inițială de verificare, echipa de operațiuni va executa manevre chimice și electrice scurte. Dacă va avea succes, nava spațială va petrece câteva luni efectuând multiple manevre de ridicare și coborâre a orbitei, alternând între motoarele sale cu împingere mare și cele cu împingere mică pentru a demonstra că conceptul dual-mode funcționează în spațiu.
