Завод Светорезерв - производство светотехники, электротехники и металлоконструкций

Прототип топливомера для орбиты

Прототип топливомера для орбиты

В космосе жидкости ведут себя не так хорошо, как на Земле. Внутри космического корабля микрогравитация позволяет жидкостям свободно плескаться и плавать.

Такое поведение затрудняет определение количества топлива в спутниках, но новый прототип топливомера, разработанный в Национальном институте стандартов и технологий (NIST), может предложить идеальное решение. Датчик, описанный в Journal of Spacecraft and Rockets, может в цифровом виде воссоздавать трехмерную форму жидкости на основе ее электрических свойств. Эта конструкция потенциально может предоставить операторам спутников надежные измерения, которые помогут предотвратить столкновения спутников и продлить их работу.

«Каждый день нахождения спутника на орбите приносит, вероятно, миллионы долларов дохода», - сказал Ник Дагалакис, инженер-механик NIST и соавтор исследования. «Операторы хотят использовать каждую каплю топлива, но не настолько, чтобы опустошать бак».

Если пустить бак спутника всухую, он может остаться на своей первоначальной орбите без топлива, чтобы избежать столкновения с другими спутниками и образования опасных облаков мусора.

Чтобы снизить вероятность столкновения, операторы экономят последние несколько капель топлива, чтобы выбросить спутники на орбиту захоронения, за сотни километров от работающего космического корабля. Однако они могут тратить топливо в процессе.

На протяжении десятилетий измерение топлива в космосе не было точной наукой. Один из наиболее часто используемых методов заключается в оценке количества топлива, сжигаемого при каждой тяге, и вычитании этого количества из объема топлива в баке. Этот метод довольно точен в начале, когда бак почти полностью заполнен, но ошибка каждой оценки распространяется на следующую, увеличиваясь с каждым толчком. К тому времени, когда уровень танка заканчивается, оценки становятся больше похожими на приблизительные предположения и могут ошибаться на целых 10%.

Без надежных измерений операторы могут отправлять спутники с топливом в баке на досрочный выход на пенсию, потенциально оставляя на столе значительную сумму денег.

В концепции нового датчика, первоначально разработанной Манохаром Дешпанде, менеджером по передаче технологий в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА, используется недорогой метод трехмерной визуализации, известный как объемная электрическая емкостная томография (ECVT).

Как и компьютерный томограф, ECVT может приблизительно определять форму объекта, проводя измерения под разными углами. Но вместо рентгеновских лучей электроды излучают электрические поля и измеряют способность объекта накапливать электрический заряд или емкость.

Дешпанде обратился к Дагалакису и его коллегам из NIST, имевшим предыдущий опыт изготовления емкостных датчиков, чтобы воплотить свои разработки в реальность.

В чистой комнате NanoFab в Центре наноразмерной науки и технологий NIST исследователи изготовили сенсорные электроды, используя процесс, называемый мягкой литографией, при котором они печатали рисунки чернил на медных листах с гибкой пластиковой основой. Затем коррозионный химикат вырезал открытую медь, оставив желаемые полосы металла, сказал Дагалакис.

Команда установила гибкие датчики внутри яичного контейнера, смоделированного по образцу одного из топливных баков НАСА. Внутри резервуара электрические поля, излучаемые каждым датчиком, могут восприниматься другими. Но сколько из этих полей в конечном итоге передается, зависит от емкости любого материала внутри резервуара.

«Если у вас нет топлива, у вас самая высокая передача, а если у вас есть топливо, у вас будут более низкие показания, потому что топливо поглощает электромагнитную волну», - сказал Дагалакис. «Мы измеряем разницу в передаче для каждой возможной пары датчиков, и, объединив все эти измерения, вы можете узнать, где находится топливо, а где его нет, и создать трехмерное изображение».

Чтобы проверить, как могут выглядеть возможности новой системы измерения уровня топлива в космосе, исследователи подвесили наполненный жидкостью баллон в баке, имитируя жидкую каплю в условиях микрогравитации.

Многие жидкости, обычно используемые для приведения в движение спутников и космических кораблей, такие как жидкий водород и гидразин, легко воспламеняются в богатой кислородом атмосфере Земли, поэтому исследователи решили испытать что-то более стабильное, сказал Дагалакис.

По рекомендации Дешпанде они заполнили воздушные шары жидкостью-теплоносителем - обычно используемой для хранения или рассеивания тепловой энергии в промышленных процессах - поскольку она точно имитировала электрические свойства космического топлива.

Исследователи активировали систему и отправили данные о емкости в компьютер, который произвел серию 2D-изображений, отображающих расположение жидкости по всей длине резервуара. При компиляции изображения дали возможность трехмерного изображения воздушного шара с диаметром, который менее чем на 6% отличался от фактического диаметра воздушного шара.

«Это всего лишь экспериментальный прототип, но это хорошая отправная точка», - сказал Дагалакис.

В случае дальнейшего развития система ECVT могла бы помочь инженерам и исследователям преодолеть несколько других трудностей.

«Эту технологию можно использовать для непрерывного мониторинга потока жидкости во многих трубах на борту Международной космической станции и для изучения того, как небольшие силы плескания жидкости могут изменить траекторию космических кораблей и спутников», - сказал Дешпанде.

Поделиться:

Видео о Заводе Светорезерв:


Вопросы, отзывы, комментарии (0)

Нет комментариев

Добавить комментарий

Пожалуйста, оцените!

Читайте также:

Рост возможностей мини-светодиодов усиливает конкуренцию за патенты

Велодин Лидар объявляет итоги первого квартала 2020 года публичной компании

II-VI Объединенные отчеты за первый квартал 2021 финансового года Результаты за первый квартал 2021 финансового года II-VI Объединенные отчеты за перв

OSRAM созывает внеочередное общее собрание, на котором утверждаются права контроля и соглашение о передаче прибыли и убытков для АПП

Hannstar приобретает заводы и оборудование HannsTouch за 2,7 млрд тайваньских долларов для развертывания мини- / микро-светодиодов

Навигация по минному полю: патентный анализ ключевых мини-светодиодных технологий

Magna объявляет результаты за третий квартал 2020 года

Технология спектрального зондирования AMS, выбранная специалистом по оптической метрологии ELDIM для профессионального быстрого тестирования на COVID-

Ushio выпустит новый лазерный диод 400 мВт (CW) 404 нм в декабре 2020 года

Лучший голландский футбольный клуб, с которым будет сотрудничать Signify для установки системы дезинфекции UVC

Samsung Display отправляет 100 инженеров в Индию для ускорения строительства заводов по производству OLED-модулей

Широкополосный ИК-светодиод мощностью 74 мВт для телефонной спектроскопии

Черный корпус увеличивает отношение сигнал / шум фотодиода

CMOS-датчик изображения с глобальным затвором для машинного зрения

Cree продает светодиодный бизнес, чтобы сосредоточиться на устройствах и материалах из SiC и GaN

Предупреждающие огни со звуком

Общегосударственная инициатива по сокращению дорожно-транспортных происшествий с помощью экологически чистых технологий интеллектуального автономного

Nanoleaf представляет лампы HomeKit Essentials и Lightstrip

Интернет на основе светового луча Project Taara коммерчески развернут в Африке

Зеркальная гитара Infinity, украшенная светодиодами, осветит ваш день

Hannstar приобретает HannsTouch для развертывания Mini / Micro LED

Сверхбыстрые лазерные эксперименты открывают путь к лучшим промышленным катализаторам

Система без электроэнергии использует испарение, чтобы предметы оставались прохладными

Превращение тепла в электроэнергию с помощью эффективного органического термоэлектрического материала

Гигантский шаг к применению антиферромагнитных материалов

Экологически чистый метод может снизить затраты на переработку литий-ионных батарей.

Определение микроскопического механизма комбайнов вибрационной энергии

Сверхбыстрые полимерные модуляторы, способные выдерживать тепло

Простой метод производства высокопроизводительных литий-селеновых батарей

Обоснование использования органических циклов Ренкина в рекуперации отработанного тепла

Катализируем мир с нулевым выбросом углерода за счет сбора энергии из живых клеток

Время нового состояния вещества в высокотемпературных сверхпроводниках

Новые экологически чистые материалы могут привести в действие умные устройства, использующие рассеянный свет

Два человека делятся своими крупными победами в приложении фэнтези-футбол, выбирает CES

Система потолочной плитки Ori от Focal Point приглашает специалистов исследовать возвышенный акустический ландшафт

Новый All Jack ™ для повышения производительности при установке деталей

Полностью настраиваемые центры нагрузки ACS / Uni-Fab с предварительной разводкой экономят время, труд и хранение

Eureka представляет звукопоглощающий кулон Quadrant

Кайлер Кил из Encore Wire проехал 500 миль за "Bike for the Light"

Kris-Tech Wire нанимает 4 новых региональных лидера продаж

История пандемии в свете

Исследование Университета Кобе и Ушио: отфильтрованный УФ-С 222 нм как метод дезинфекции

Исследование in vitro показало, что отфильтрованный вдали от ультрафиолетового излучения C эффективно инактивирует вирус COVID

Гэри Тротт из Acuity о дезинфекции с помощью фильтров дальнего ультрафиолетового излучения

Примета Времени: наше место для занятий йогой выбирает дезинфекцию видимым светом

ALA, NEMA и UL объединились, чтобы предложить руководство по УФ-безопасности

LightingEurope призывает к внедрению УФ-C

Падение продаж сегмента освещения LSI на 28%

Расходы на строительство продолжают снижаться

5 главных вопросов: трансформация рынка освещения

Подписка на новости

Контактная информация - Светотехнический Завод Светорезерв.

    ООО "Светорезерв" 2003-2021 - Светодиодные лампы, светильники и опоры и мачты освещения. Веб-сайт не является основанием для предъявления претензий и рекламаций, информация является ознакомительной. Технические характеристики товаров могут отличаться от указанных на сайте. Производитель и(или) продавец оставляет за собой право в любой момент, без обязательного извещения, вносить изменения в комплектацию, дизайн и характеристики, не ухудшающие качество товара. Все данные, в том числе цвет, форма, функции товара приведены для справки. Фактические характеристики продукта могут отличаться и будут указаны в счете на оплату.
Светодиодная продукция