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:

Курение отупляет 02.12.2024

Курение давно известно как фактор риска для множества заболеваний, но его влияние на умственные способности исследуется относительно недавно. Группа ученых из Университета штата Огайо провела масштабное исследование, результаты которого показали: курение связано с ухудшением когнитивных функций, особенно в среднем возрасте. В рамках работы исследователи проанализировали данные 136 тысяч человек старше 45 лет. Участники исследования были разделены на группы: активные курильщики и те, кто бросил курить недавно. Основной задачей было изучить, как их привычка влияет на здоровье мозга. Наиболее заметная связь между курением и ухудшением когнитивных способностей была обнаружена в возрастной группе от 45 до 59 лет. Ученые подчеркивают, что отказ от курения в этом возрасте может принести значительную пользу не только физическому, но и ментальному здоровью. Помимо снижения рисков сердечно-сосудистых и дыхательных заболеваний, прекращение курения может сохранить умственные способности, так ...>>

Технология точного распыления Greeneye Technology 02.12.2024

Израильская компания Greeneye Technology разработала уникальную систему точного распыления, основанную на искусственном интеллекте. Эта технология уже продемонстрировала впечатляющие результаты в США и готовится к первым испытаниям на австралийских полях. Основной особенностью технологии Greeneye является возможность точного распыления гербицидов исключительно на сорняки. Это решение позволило сократить использование остатков гербицидов в среднем на 87%, что снижает затраты фермеров и минимизирует экологический вред. Перенос этой технологии в Австралию станет важным шагом к повышению эффективности сельского хозяйства в регионе. Для продвижения технологии в Австралии Greeneye Technology сотрудничает с компанией Croplands, базирующейся в Аделаиде. Croplands, имея сильное региональное присутствие, уже давно зарекомендовала себя в области продажи и обслуживания систем точного опрыскивания. Финансовую поддержку проекту оказывает Grains Research and Development Corporation, что подчерк ...>>

Раковые клетки погибают в невесомости 01.12.2024

Исследователи из Сиднейского технологического института (Австралия) выяснили, что микрогравитация губительна для раковых клеток. В условиях, имитирующих невесомость, погибает до 90% злокачественных клеток - и это без применения лекарств. Для изучения этого явления ученые построили микрогравитационный стимулятор - специальное устройство, воспроизводящее условия невесомости. В этом аппарате они размещали культуры клеток различных видов рака, включая опухоли яичников, молочной железы, носа и легких. Через 24 часа результаты превзошли ожидания: от 80% до 90% раковых клеток подверглись гибели. Примечательно, что микрогравитация практически не оказывала аналогичного разрушительного эффекта на здоровые клетки. Несмотря на впечатляющие результаты, механизм, объясняющий, почему раковые клетки так чувствительны к микрогравитации, пока остается загадкой. Известно, что недостаток гравитации вызывает серьезные изменения в человеческом организме, например, снижение костной массы у космонавт ...>>

Скоростная зарядка для литий-ионных батарей электромобилей 01.12.2024

Исследователи из Университета Ватерлоо представили усовершенствованную литий-ионную батарею, которая позволяет заряжать электромобили с 0% до 80% всего за 15 минут. Это открытие может значительно изменить восприятие электротранспорта и его доступность. Сегодня даже станции быстрой зарядки требуют около часа, чтобы зарядить аккумулятор электромобиля. Это становится барьером для многих потребителей, привыкших к удобству традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Цель ученых из Ватерлоо - сократить время зарядки в четыре раза, что сделает использование электротранспорта гораздо удобнее. Ключ к успеху новой технологии лежит в усовершенствовании анодов литий-ионных аккумуляторов. Исследователи использовали модернизированный графит с повышенной электропроводностью. Эта модификация не только ускоряет процесс зарядки, но и увеличивает срок службы батареи. Разработанная модель аккумулятора способна выдерживать до 800 циклов зарядки без значительного ухудшения характерист ...>>

Активация забытых воспоминаний 30.11.2024

Память человека - это не просто хранилище событий и фактов, но и сложный механизм, который позволяет нам восстанавливать доступ к давно пережитой информации. Недавние исследования ученых проливают свет на удивительные процессы, связанные с возвращением "утраченных" воспоминаний. Международная команда исследователей провела эксперимент с участием грызунов, чтобы понять, как формируются и активируются ассоциативные воспоминания. Животных научили связывать нейтральный стимул, например, звук звонка, с неприятным воздействием - легким ударом по лапе. После нескольких повторений грызуны начинали заранее ожидать удара, как только слышали звонок. Далее, с помощью метода оптогенетической стимуляции, ученые активировали нервные клетки, ответственные за эту ассоциацию. Это привело к тому, что даже без звонка или удара животные демонстрировали поведение, указывающее на восстановление связи между стимулом и воздействием. Схожие механизмы можно наблюдать у людей. Часто мы сталкиваемся с фен ...>>

Случайная новость из Архива Редкие металлы из угля 30.10.2016 Редкоземельные элементы составляют основу современной технологической промышленности. В настоящее время абсолютным лидером по их добыче является Китай, но этому может прийти конец: ученые выяснили, что хорошим источником редких металлов может быть обычный каменный уголь. Современная цивилизация, какой мы ее знаем, не может существовать без редкоземельных элементов. Не будет смартфонов, светодиодов, ветряных турбин и даже автомобильных аккумуляторов. Рудники, в которых добывают необходимые нам металлы и вещества, разбросаны по всей земной коре, но эксплуатация их часто бывает неэффективна. В настоящее время Китай производит около 90% мировых поставок редкоземельных элементов для промышленности, но ученые нашли способ нарушить эту монополию с помощью того, чего у нас в изобилии: угля и его побочных продуктов переработки. "Все, что находится в земной коре, так или иначе входит в состав ископаемого угля", объясняет Эван Гранит, инженер-химик из Департамента энергетики США. Каждый производственный шаг - добыча, очистка и пережигание угля - создает множество отходов, которые в настоящее время вывозят на свалки. Цель будущей работы состоит в том, чтобы использовать эти отходы в качестве дешевого и экологически чистого источника редкоземельных элементов. В качестве примера: ежегодно угольная промышленность США производит 130 миллионов тонн угольной золы. Недавнее исследование, проведенное в Университете Дьюка, показало, что потенциальная стоимость металлов, которые можно извлечь из продуктов горения, может доходить до нескольких миллиардов долларов. Другой вопрос - как именно это сделать. Профессор энергетики и минеральной инженерии Шарма Писапати в Пенсильванском университете исследует то, как выделять металлы с помощью ополаскивания сырого сланца раствором аммонийного сульфата. Если способ добычи металлов таким образом окажется экономически более выгодным, то, быть может, местное (а не китайское) производство смартфонов в крупнейших странах мира уже не за горами.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2024