Especialistas da Universidade de Samara em homenagem a Korolev e do Instituto de Aviação de Moscou desenvolveram um sistema inovador para calcular as características de uma válvula de gás pulsada – um componente chave para os futuros motores de plasma espaciais.
Nos últimos anos, tem havido um aumento no uso de naves espaciais compactas, incluindo nanossatélites tipo `cubesat`, para diversas missões na Terra e no espaço. A eficácia dessas missões é significativamente aprimorada pela presença de sistemas de propulsão próprios nas naves.
Cientistas em todo o mundo estão ativamente engajados na pesquisa e desenvolvimento de unidades de propulsão para satélites de pequeno e muito pequeno porte. Entre as direções mais promissoras estão os motores de plasma pulsados que utilizam um fluido de trabalho gasoso. Nesses motores, o gás é brevemente fornecido através de uma válvula especial para um canal de descarga, onde, sob a pressão necessária, ocorre uma ruptura elétrica entre os eletrodos. O gás, aquecido por um arco elétrico, é ionizado e transformado em plasma, que então é acelerado em um bico, gerando o impulso do motor.
Os pesquisadores enfatizam que a válvula de gás pulsada é um dos componentes mais complexos e criticamente importantes de um motor de plasma, pois dela depende o modo de operação de todo o sistema de propulsão.
De acordo com Georgy Makaryants, chefe do departamento de operação de tecnologia de aviação da Universidade de Samara, a pesquisa explorou vários aspectos do funcionamento dessa válvula, permitindo a criação de um sistema para calcular seus parâmetros, incluindo pressão de trabalho e velocidade de resposta. Esses dados serão valiosos para os projetistas na concepção dos sistemas de gás para futuros motores de plasma.
O sistema de cálculo desenvolvido foi testado com sucesso em experimentos com uma válvula de gás criada no Instituto de Pesquisa de Mecânica Aplicada e Eletrodinâmica do Instituto de Aviação de Moscou, utilizando nitrogênio como fluido de trabalho. A aplicação desses algoritmos permitirá a criação de motores espaciais mais econômicos e leves para naves espaciais pequenas, o que aumentará significativamente a vida útil ativa dos nanossatélites em órbita.
A pesquisa experimental foi realizada com o apoio financeiro do Ministério da Educação e Ciência da Federação Russa, no âmbito do projeto nacional `Problemas Fundamentais do Desenvolvimento de Sistemas de Transporte Aeroespacial e Controle em Engenharia Aeroespacial para Garantir a Conectividade do Território da Federação Russa`. Os resultados foram publicados na prestigiada revista internacional International Review of Aerospace Engineering.
