Kreios Space نخستین ماهواره مجهز به پیشران الکتریکی با تنفس هوا را آماده میکند
شرکت اسپانیایی Kreios Space قصد دارد ماهوارهای آزمایشی پرتاب کند که بهجای حمل سوخت مایع، هوای جو را جمعآوری، یونیزه و برای تولید نیروی جلوبر استفاده کند. این فناوری، که بهطور مختصر رانش الکتریکی با تنفس هوا (ABEP) نامیده میشود، برای پشتیبانی از عملیات پایدار در مدار بسیار پایین زمین (VLEO) توسعه یافته است.
نحوه کار فناوری
سامانههای ABEP از ورودیهایی در جلوِ ماهواره برای گرفتن مولکولهای هوای رقیق در ارتفاع حدود 100 تا 400 کیلومتر استفاده میکنند. پس از فشردهسازی و یونیزهسازی، پلاسما توسط میدانهای الکتریکی شتاب میگیرد و از نازل خارج میشود تا پیشران تولید کند. توضیحات فنی بیشتر دربارهٔ پیشرانش الکتریکی و ویژگیهای مدارهای پایین زمین را میتوان در منابع مرجع مشاهده کرد.
مزایا و جذابیتهای VLEO
- تصاویر زمینی با وضوح بالاتر بهدلیل فاصلهٔ نزدیکتر از سطح زمین.
- کاهش تراکم در لایههای بالاتر مدار نسبت به برخی بخشهای شلوغ LEO؛ نمونهٔ بارز شبکههایی مانند Starlink.
- کاهش تأخیر در ارتباطات و امکان ارائهٔ خدمات حساس به زمان.
چالشهای مهندسی و عملیاتی
پایداری در VLEO به پیشرانش مداوم یا تقریباً مداوم نیاز دارد؛ از همین رو سوخت سنتی برای چنین مأموریتهایی مناسب نیست. ABEP امکان تأمین پیشران تا زمانی که انرژی الکتریکی وجود داشته باشد فراهم میکند، اما چند مانع فنی مطرح است:
- تأمین توان الکتریکی: یونیزهسازی و شتاب پلاسما انرژی قابلتوجهی میطلبد و پنلهای خورشیدی باید برای کار در ارتفاعات پایین بهینه شوند.
- سایش اتمی و حرارتی: اتمهای اکسیژن سریع (atomic oxygen) و اصطکاک جوی میتوانند مواد و پوششهای سطحی را تخریب کنند و نیاز به مواد مقاوم دارند.
- طراحی ورودی هوایی: جمعآوری هوای بسیار رقیق با بازده بالا و حداقل نشتی، نیازمند مهندسی دقیق و راهحلهای مکانیکی پیشرفته است.
- کنترل ترافیک مداری و مقررات: افزایش شمار ماهوارهها در ارتفاعات پایین، الزاماتی تازه برای مدیریت ترافیک فضایی و تدوین مقررات ایجاد میکند.
همکاریها و جدول زمانی
Kreios Space اعلام کرده بدنهٔ ماهوارهٔ مأموریت آزمایشی (satellite bus) را از شرکت لیتوانیایی Kongsberg NanoAvionics تأمین میکند؛ این شرکت مدل MP42 را برای یکپارچهسازی فناوری ABEP پیکربندی کرده است. تاریخ دقیق پرتاب هنوز اعلام نشده؛ در وبسایت Kreios سال 2027 بهعنوان هدف موقت ذکر شده است.
پیامدهای عملیاتی در صورت موفقیت آزمایش
یک مأموریت آزمایشی موفق ABEP میتواند دسترسی به مدارهای بسیار پایین را تسهیل کند و باعث افزایش طول عمر عملیاتی ماهوارهها، بهبود وضوح تصویربرداری و کاهش تأخیر ارتباطی شود. همزمان، موفقیت عملیاتی نیاز به استانداردهای جدید ایمنی مداری، مواد مقاوم در برابر سایش اتمی و ساختارهای مدیریتی برای پیشگیری از برخوردها و آلودگی فضای مداری را برجستهتر میسازد.
جمعبندی و چشمانداز
ABEP نمونهای از تلاش برای افزایش کارایی مأموریتهای مداری است. نتایج این آزمایش تعیینکنندهٔ امکانسنجی کاربرد گستردهٔ فناوری در ارتفاعات بسیار پایین خواهند بود؛ تحولی که هم فرصتهای تجاری جدید ایجاد میکند و هم چالشهای فنی و مقرراتی تازهای مطرح خواهد ساخت.
منابع و مطالعهٔ بیشتر: صفحات مربوط به Electric propulsion، Low Earth orbit و پروژههای VLEO اروپایی منابع مناسبی برای تعمیق موضوع هستند.
