Một nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát triển hệ thống động cơ đẩy cho phép sử dụng cùng một loại nhiên liệu cho cả động cơ hóa học và động cơ điện, mở ra khả năng giảm khối lượng và tăng hiệu quả hoạt động cho các vệ tinh cỡ nhỏ.
Công nghệ này sẽ được NASA thử nghiệm trong không gian thông qua sứ mệnh Green Propulsion Dual Mode (GPDM), dự kiến phóng không sớm hơn tháng 11 năm nay.
Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Journal of Propulsion and Power, loại nhiên liệu được sử dụng là ASCENT (Advanced Spacecraft Energetic Non-Toxic Propellant), một loại nhiên liệu ít độc hại nhưng vẫn duy trì hiệu suất cao.
ASCENT ban đầu được phát triển cho các động cơ hóa học phục vụ những thao tác quỹ đạo lớn. Tuy nhiên, các thử nghiệm mới cho thấy nhiên liệu này cũng có thể vận hành hiệu quả trên các động cơ phun điện (electrospray thrusters), vốn được sử dụng để thực hiện các điều chỉnh quỹ đạo nhỏ và kéo dài.
“Nếu có thể kết hợp động cơ đẩy hóa học và động cơ đẩy điện trong cùng một hệ thống nhỏ gọn, chúng ta sẽ có được ưu điểm của cả hai công nghệ,” Amelia Bruno, tác giả chính của nghiên cứu và là cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại MIT, cho biết.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các động cơ phun điện sử dụng ASCENT trên mô hình vệ tinh nhỏ kiểu CubeSattrong môi trường chân không mô phỏng không gian. Kết quả cho thấy lực đẩy tạo ra tương đương với các loại nhiên liệu chuyên dụng đang được sử dụng cho động cơ điện hiện nay.
NASA cho biết sứ mệnh GPDM thử nghiệm sắp tới sẽ kiểm tra khả năng vận hành của hệ thống trong quỹ đạo Trái Đất tầm thấp trước khi xem xét ứng dụng cho các sứ mệnh không gian sâu trong tương lai, bao gồm các chuyến bay tới Sao Hỏa.
Ngoài các sứ mệnh liên hành tinh, công nghệ mới cũng có thể giúp các vệ tinh quan sát Trái Đất hoạt động linh hoạt hơn. Theo các nhà nghiên cứu, việc sử dụng một loại nhiên liệu duy nhất cho hai hệ thống đẩy sẽ cho phép vệ tinh thực hiện cả các thao tác cơ động nhanh lẫn các điều chỉnh quỹ đạo chính xác mà không cần mang theo nhiều loại nhiên liệu khác nhau.
Paulo Lozano, Giám đốc Phòng thí nghiệm Động cơ đẩy Không gian của MIT và đồng tác giả nghiên cứu, cho biết công nghệ này có thể đặc biệt hữu ích đối với các chòm vệ tinh quan sát thời tiết, nơi các vệ tinh cần nhanh chóng thay đổi vị trí để theo dõi các hiện tượng khí tượng đang diễn biến.
Bốn động cơ phun điện phiên bản bay do Phòng thí nghiệm Động cơ đẩy Không gian MIT chế tạo đã được bàn giao cho NASA để sử dụng trong sứ mệnh Green Propulsion Dual Mode (GPDM). Ảnh: Amelia Bruno/MIT
