뉴질랜드 팀은 전기 추진 시스템을 테스트 할 준비를합니다

뉴질랜드 웰링턴에서 16km 떨어진 가파른 숲이 우거진 언덕의 기슭에 자리 잡고 있으며, 다소 가치가없는 건물입니다. 1940 년대에 처음 설립 된 연구 캠퍼스의 많은 사람들 중 하나. 외부에서, 이것이 앞으로 몇 달 안에 국제 우주 정거장 (ISS)에 묶인 놀라운 기술의 발상지임을 암시하는 것은 거의 없습니다.

이 건물에는 웰링턴 빅토리아 대학교의 Paihau-Robinson Research Institute가 있습니다. 그리고 그곳에서 개발되고있는 기술은 언젠가 우주 산업의 화학 로켓에 대한 의존을 줄일 수 있습니다.

“여기서 우리의 초점은 적용 된 필드 자성 플라즈마이마 믹스입니다 [AF-MPD] 스러 스터. 적용된 자기장을 사용하여 이온을 매우 빠른 속도로 가속화하는 전기 추진의 클래스입니다.”라고 실험실을 방문하는 동안 Paihau-Robinson의 우주의 수석 엔지니어 인 Randy Pollock은 말합니다.

이 그룹은 1970 년대 이후 AF-MPD Thrusters에서 처음으로 일하지는 않았지만 Pollock과 그의 팀은 우주선에서의 응용 프로그램에 큰 장애물을 극복했습니다. 기존의 구리 전자기를 사용하여 자기장을 생성하는 대신 자석이 고온 초전도체 (HT)로 만들어집니다. 0에 가까운 전기 저항을 갖는 재료의 종류로, 최소한의 전력을 소비하면서 강한 자기장을 생성 할 수 있습니다.

전기 추진의 작동 방식

2023 년, Paihau-Robinson은 초전도 전자석의 첫 번째 버전을 일본 나고야 대학교의 기존 이온 스러스터에 설치했습니다. 자석은 -198.15 ° C (75 kelvins)의 “고온”(초전도체에 관한 한)에서 작동합니다. 그 온도에 도달하기 위해 연구원들은 이전에 우주 비행 자격을 갖춘 냉동 식 기계 (효율적으로 소형 기계 냉장고)를 사용했습니다. 이것은 값 비싼 액체 헬륨의 지속적인 흐름의 필요성을 없애 버렸습니다.

그들은 스러 스터를 백 번 이상 발사했으며 1 와트 미만의 자석 전력으로 1 개의 테슬라의 자기장을 생성했습니다. 이는 구리 전자그넷에 비해 입력 전력이 99 % 감소한 반면, 필드를 세 배나 강한 필드를 생성했습니다.

웰링턴의 실험실로 돌아가서, 팀은 이제 자신의 스러 스터를 개발하고 있으며, 이들은 자동차 크기의 진공 챔버 내에서 테스트합니다. 챔버 꼭대기에는 부드러운 장난감 코카 코 (Kokako)가 있습니다. 코카 코는 뉴질랜드 출신의 새 종으로 부리 아래의 풍부한 푸른 와틀 덕분에 즉시 인식 할 수 있습니다. Paihau-Robinson의 수석 엔지니어 인 Betina Pavri는“이러한 임무를 지정하기 위해 빅토리아의 부총장 (마오리) 부총장 인 Rawinia Higgins 교수와 함께 일했습니다. “Kōkako는 스러스터가 작동 할 때 플라즈마가 독특한 푸른 푸르플 색상을 빛나게한다는 사실에서 비롯됩니다.”

진공 챔버 내부에서 거의 보이지 않는 HTS 자석은 초전도 테이프의 4 개의 “이중 팬케이크”코일로 구성됩니다. 그것은 저녁 식사 접시의 크기에 관한 것이며, 이온 추진제 라인은 그 중앙의 구멍을 통과합니다. Cryocooler는보기가 멀지 만 팀이 일본에서 시험 한 것과 동일한 우주 자격 모델입니다. 이 프로젝트의 다음 단계는 시스템을 우주 비행에 더 적합하게 만드는 것을 목표로 베이글 크기의 작은 자석으로 이동하는 것이 포함됩니다.

Reki는 테스트의 기술을 테스트 할 것입니다

Kōkako는 실용적인 AF-MPD 스러스터의 지상 개발 인 연구 노력의 절반입니다. 나머지 절반은 Nanoracks 외부 플랫폼이라는 상업적 실험 포털을 통해 ISS의 외부에 곧 장착 될 기술 시범 제작을 위해 왔습니다. Pavri는 시위대를“코카코 스러스터의 비판적으로 중요한 선구자”라고 묘사합니다. 그래서 마오리 언어로“계란”이라는 단어 인 Hēki라는 이름입니다.

Pollock은“내가 말하고 싶은대로 닭고기 문제에 대한 입장을 취했습니다.

11 월 7 일, Hēki는 포장되어 휴스턴으로 배송되어 Voyager Space 시설에서 최종 테스트를 거쳤습니다. (Voyager Space는 또한 Nanoracks 플랫폼의 회사이기도합니다.)

올해 말에 ISS에 도착한 Hēki 데모는 Kōkako Bird가 어떻게 푸른 와틀을 얻었는지에 대한 이야기를 묘사합니다.로리 윙크리스

Hēki는 사실상 이온 라인을 제외하고 Kōkako에 필요한 모든 것입니다. 베이스 플레이트의 중앙에는 강철 베이글이 있습니다. 더 작은 초전도 자석을위한 조명 중량 외부 차폐가 있습니다. 작동 할 때이 자석은 최대 0.5 T의 필드를 생성합니다.

Pollock은“우리가 아는 한, 이것은 지금까지 날아갈 가장 강력한 전자기입니다. “따라서 ISS의 매우 엄격한 길 잃은 자기장 요구 사항을 충족시키기 위해서는 많은 설계 작업이 필요했습니다.”

방패 바로 위에 앉아 Paihau-Robinson에 건축 된 새로운 구성 요소 인 플럭스 펌프가 있습니다. 그것은 몇 시간에 걸쳐 자석에 서서히 전류를 구축하는 유도 전원 공급 장치 역할을합니다. 또한 초전도기를 사용하기 때문에 플럭스 펌프는 가열되지 않으므로 자석 온도를 유지하는 데 도움이됩니다. 우주 환경에도 새로운 것입니다. 소다 캔 크기의 크기 냉각기와 시스템의 모든지지 전자 장치는 기본 판의 밑면에 있으며 열 관리 요구에 의해 동기를 부여한 결정입니다.

공간에서 자석 테스트

출판 당시 ISS에 설치되면 6 월이 될 가능성이 높습니다. 자석은 원격으로 작동하여 다양한 필드 강점을 순환하며 셧다운 시나리오를 테스트합니다. Pavri는 전반적인 목표를 “이러한 새로운 기술 (고온 초전도 자석 및 플럭스 펌프 전원 공급 장치가 우주 환경에서 살아남아 확실하게 작동 할 수 있다는 데모”라고 설명합니다.

뉴질랜드 오클랜드에 본사를 둔 우주 스타트 업인 Zenno는 2023 년 이래로 궤도에서 초전도 자석을 테스트하고 있다고 밝혔다. Zenno는 아직 실험에 대한 데이터를 발표하지 않았다고 밝혔다.

Paihau-Robinson 팀은 또한 임무에 대한 2 차 목표를 가지고 있습니다. 폴락은“기회 실험”이라고 말합니다. “사람들은 60 년대부터 우주에서 차폐를 위해 강력한 자기장을 사용하는 것에 대해 이야기했습니다. Hēki는이를 측정하기위한 이상적인 설정이 아니지만 센서를 통합하여 방사선 환경에 자석이 어떤 영향을 미칠지 확인하고 싶어했습니다.” 그는 프라하의 체코 기술 대학교에서 두 개의 센서를 공급하여 하나를 자석 바로 위에 설치하고 다른 하나는 인클로저 내에서 짧은 거리에 있습니다. “우리가 들판을 위아래로 늘리면서 우리는 우리가 효과를 볼 것이라고 믿습니다.”

hēki가 포장되기 전에 최종적으로 볼 수있는 것은 보호 덮개입니다. 코팅 된 금속 시트에는 프로젝트에서 일한 팀원의 목록과 개발 자금을 조달 한 사람들이 포함됩니다. 그러나 그것은 가장 눈길을 끄는 전선입니다. 현대 마오리 예술가 Reweti Arapere의 작품으로 장식 된이 이미지는 코카코 새가 어떻게 파란 와트를 얻었는지에 대한 이야기를 들려줍니다.

Pollock은“우주 비행사가 이것을 꺼내면이 악기가 어디에서 왔는지 의심하지 않기를 원합니다.