تعمل الولايات المتحدة على تطوير محرك صاروخي يعمل بالوقود الصلب قابل لإعادة التشغيل لتبسيط وزيادة موثوقية الأقمار الصناعية.

نهج جديد للروّاد بالوقود الصلب: إعادة التشغيل وتنظيم الدفع

تعمل محركات الوقود الصلب التقليدية مرة واحدة فقط – من الإقلاع حتى احتراق الوقود بالكامل. ولإطلاقات متعددة والتجويد، يلزم استخدام أنظمة سائلة معقدة ومكلفة. في الولايات المتحدة يفكرون في جعل الفضاء أكثر وصولاً إذا كان بالإمكان تشغيل المحرك الصلب وإيقافه وتعديله عند الطلب.

من يعمل على الحل؟

يعمل التعاون بين خبراء من شركة Aerospace Corporation وجامعة جنوب كاليفورنيا (USC) وبرنامج الدراسات العليا البحرية (NPS). هدفهم هو إنشاء محرك صلب قابل لإعادة التشغيل مع تحكم بالغاز البلازمي.

كيف سيعمل ذلك؟

التركيبة مبنية على تفريغ بلازمى نبضي نانوثانية (NPPD). داخل المحرك تُحقن نبضات عالية الجهد فائقة قصيرة (< 100 نص) التي تولد بلازمى منخفضة الحرارة. يمكن لهذه البلازمى تعزيز أو بدء الاحتراق، والأهم من ذلك – تتيح التحكم الإلكتروني في العملية: تشغيلها وإيقافها وتعديل الدفع.

مواد وقود جديدة

تعمل الفريق أيضًا على تطوير بوليمرات «أيونية سائلة» – مزيج بين سوائل أيونية مقاومة للحرارة مع قوة البوليمر العادي. يظل هذا الوقود مستقرًا عبر نطاق واسع من درجات الحرارة ويكون في الوقت نفسه نشطًا كهربائيًا، وهو أمر مهم للتحكم البلازمي.

قيمة المشروع العملية

النتيجة هي محرك مدمج وبسيط وآمن محتمل أكثر، مناسب للأنظمة الفضائية الصغيرة وكذلك للمركبات بين الكواكب. لا يتطلب أنظمة ضخ معقدة أو خزانات عالية الجهد، لكنه يتيح تجويفًا متعددًا وتصحيح المدار وت延 طويل للمهام.

يستكشف الباحثون حتى إمكانية تثبيت هذه المحركات على كُبسات – أقمار صناعية صغيرة عادةً لا تستطيع تحمل الأنظمة السائلة المكلفة. هذا يفتح فرصًا جديدة للشركات الصغيرة والمؤسسات التعليمية التي تسعى لمشاريع فضائية بدون استثمارات مالية كبيرة.