Korona
(Rovat: A hét képe, Új eszközök és anyagok , Kis űreszközök nagy szerepe - 2020.06.20 07:15.)

Ezúttal nem vírusról, hanem egy miniatűr ionhajtómű-alkatrészről van szó.

A wolframból készült, körben elhelyezett 28 darab kis, hegyes tüskéből álló, egy koronára emlékeztető alakú alkatrész átmérője csupán 1 cm, fele akkora, mint egy 5 Ft-os pénzérméé. Ez az apró korona a lelke a legkisebb európai űrhajóműnek. A hajtómű neve Indium FEEP Multiemitter (IFM) Nano Thruster, és képes az alacsony Föld körüli pályán egy kis űreszközre ható gyenge, de mégis fellépő légellenállás, vagy a napsugárzás hatására létrejövő fénynyomás kompenzálására.

(Kép: FOTEC)

Másrészt egy vagy több ilyen hajtóművel egy CubeSat kategóriájú vagy egyéb apró műholdat fel tudnak vértezni a manőverezés képességével, ami például több űreszköz kötelékrepülésekor hasznos. A kompakt hajtóművek segíthetnek az űrszemét problémájának kezelésében is, hiszen alkalmazásukkal a feleslegessé váló alacsony pályás műholdakat hamarabb be tudják léptetni a sűrű légkörbe, ahol megsemmisülnek.

Az IFM Nano Thruster valójában egy miniatürizált ionhajtómű. Működési elve szerint elektromágneses térben elektromosan töltött részecskéket (ionokat) gyorsítanak. Ezek az űreszközt elhagyva az ellenkező irányba „lökik vissza” azt, a lendület megmaradásának törvényét kihasználva. A hajtómű folyékony indiumot használ üzemanyagként, ezek a pozitív töltésű ionok repülnek ki a belül lyukas tüskék hegyénél.

Míg a hagyományos ionhajtóművek tolóereje sem kifejezetten nagy, a gyakorlatban millinewton (mN) egységekben mérhető, az IFM Nano Thruster ezeknél is parányibb, jellemzően 10 és 400 mikronewton tolóerőt tud kifejteni, és csak csúcsterheléskor közelíti meg az 1 mN-t.

IFM Nano Thruster. (Kép: FOTEC)

A miniatűr ionhajtómű az Európai Űrügynökség (ESA) és az osztrák FOTEC cég másfél évtizedes együttműködésének gyümölcse. Már bizonyított a világűrben is, például a finn ICEYE kicsi földmegfigyelő műholdjain működnek ilyenek. A terméket most a FOTEC erre a célra alapított spin-off cégén (ENPULSION) keresztül vezetik be a piacra. A hajtómű előnyei között a kis méret mellett megemlítendő, hogy nem tartalmaz mozgó alkatrészt. A hajtóanyagként alkalmazott indium szobahőmérsékleten szilárd halmazállapotú, hő hatására válik folyékonnyá és így alkalmazásra késszé. A „korona” hosszú, apró tüskéi tűntek eleinte a rendszer gyenge pontjának, de több ezer órás teszteléssel bizonyították megbízhatóságukat.

Az IFM Nano Thruster eredetileg az ESA igen alacsony pályára tervezett Next Generation Gravity Mission küldetéséhez készült, a légellenállás ellensúlyozására, hogy bolygónk gravitációs terét nagy pontossággal mérhessék. A felhasznált alaptechnológiát (Field Emission Electric Propulsion, FEEP) az ESA hollandiai központjában (ESTEC) fejlesztették ki. A hajtómű a jelek szerint a nanoműholdak elterjedésével a kereskedelmi műholdas piacon is jól hasznosítható, de az ESA jövőbeli műholdjainál is számításba veszik.