Νερό χρησιμοποιεί ως καύσιμο ένα νέο, πρωτοποριακό σύστημα προώθησης το οποίο προορίζεται για χρήση από μικρούς δορυφόρους, κατηγορίας CubeSat.
Η χρήση οικονομικών «μικροδορυφόρων», κατά πολύ μικρότερου μεγέθους σε σχέση με τους συμβατικούς δορυφόρους, διευρύνεται όλο και περισσότερο, καθώς χιλιάδες από αυτούς μπορούν να εκτοξευτούν σε σχετικά χαμηλό κόστος, για μια σειρά λειτουργιών και υπηρεσιών. «Παρέχουν ευκαιρία για νέες αποστολές, όπως πτήσεις σε σμήνη (“αστερισμούς”, όπως χαρακτηρίζονται) και εξερευνήσεις που οι μεγαλύτεροι προκάτοχοί τους δεν θα μπορούσαν να επιτύχουν» λέει η Αλίνα Αλεξέενκο, καθηγήτρια στο School of Aeronautics and Astronautics του Purdue University.
Ωστόσο, για να φτάσουν στο 100% των δυνατοτήτων τους, οι CubeSats χρειάζονται συστήματα μικροπροώθησης, ικανά για ακριβείς, χαμηλής ισχύος ωθήσεις/ κινήσεις, για εφαρμογές επιστημονικού, εμπορικού και στρατιωτικού χαρακτήρα. Σε αυτό το πλαίσιο, η Αλεξέενκο έχει πραγματοποιήσει έρευνες για την ανάπτυξη ενός τέτοιου ακριβώς συστήματος, που χρησιμοποιεί αποστειρωμένο νερό.
«Θεωρείται πως υπάρχει άφθονο νερό στον Φόβο, φεγγάρι του Άρη, καθιστώντας τον πιθανώς ένα μεγάλο “βενζινάδικο” στο διάστημα. Το νερό επίσης είναι ένα πολύ καθαρό προωθητικό, μειώνοντας τον κίνδυνο μόλυνσης ευαίσθητων οργάνων» σημειώνει η ερευνήτρια.
Το νέο σύστημα, υπό το όνομα Film-Evaporation MEMS Tunable Array, ή προωθητήρας FEMTA, χρησιμοποιεί τριχοειδή αρκετά μικρά για να αξιοποιούν τις ιδιότητες του νερού σε μικροσκοπική κλίμακα. Επειδή έχουν διάμετρο μόλις 10 μικρομέτρων, η επιφανειακή τάση του υγρού το εμποδίζει να διαρρεύσει, ακόμα και στο κενό του διαστήματος. Η ενεργοποίηση μικρών θερμαντήρων κοντά στα άκρα των τριχοειδών δημιουργεί υδρατμούς, παράγοντας ώθηση. Με αυτόν τον τρόπο τα τριχοειδή μετατρέπονται σε βαλβίδες που μπορούν να ενεργοποιηθούν και να απενεργοποιηθούν ανοιγοκλείνοντας τους θερμαντήρες. Η τεχνολογία αυτή θυμίζει τους εκτυπωτές ψεκασμού (inkjet) που χρησιμοποιούν θερμαντήρες για να βγάζουν σταγονίδια μελάνης.
Στο πλαίσιο της έρευνας των επιστημόνων του Purdue, τέσσερις προωθητήρες FEMTA, φορτωμένοι με μια κουταλιά νερού τοποθετήθηκαν σε έναν CubeSat και δοκιμάστηκαν υπό συνθήκες κενού. Το πρωτότυπο αυτό, βάρους 2,8 κιλών, περιείχε ηλεκτρονικά συστήματα και μια ειδική μονάδα μέτρησης για την αξιολόγηση των επιδόσεων του συστήματος προώθησης, που περιστρέφει τον δορυφόρο χρησιμοποιώντας μικρές ριπές υδρατμών. Όπως σημειώνεται σε σχετική ανακοίνωση του πανεπιστημίου, ένας πλήρως λειτουργικός δορυφόρος θα απαιτούσε 12 προωθητήρες για περιστροφή σε τρεις άξονες.
Το σύστημα φτιάχτηκε με χαμηλού κόστους, εμπορικά διαθέσιμα υλικά τα οποία χρησιμοποιούνται στο «Internet of Things», κάτι που αποτελεί άλλο ένα πλεονέκτημα- ωστόσο όπως υπογραμμίζει η Αλεξέενκο, αν και έχει υπάρξει σημαντική πρόοδος στον τομέα των συστημάτων μικροπροώθησης, απαιτούνται ακόμα περισσότερες βελτιώσεις όσον αφορά στη μείωση μάζας- μεγέθους, την αύξηση ισχύος και την ακρίβεια ελέγχου για να ενσωματωθούν σε μικρά διαστημόπλοια.
