Ioni di emissione del ferrofluido picchi potrebbe incentivare piccoli satelliti

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Ferrofluids can not only act as a fuel source, they can create part of the engine ...

Ferrofluidi non può agire solo come una fonte di combustibile, si può creare una parte del motore al volo così

(Credit: Sarah Bird/Michigan Tech)

Per la maggior parte, 1000 satelliti in orbita intorno alla Terra sono spinti dalla loro spinta iniziale e il nostro pianeta, la forza gravitazionale. Ma spesso c’è la necessità di riposizionare i satelliti e per questo, il mestiere bisogno di un’assistenza da un qualche tipo di carburante. Alcuni di questi satelliti utilizzare electrospray propulsione a giga intorno nello spazio, un metodo che coinvolge il tiro di liquido o di ioni attraverso aghi sottili ugelli. La forza dell’espulsione crea spinta nella direzione opposta. Ma electrospray sistemi sono notoriamente delicati e soggetti a rottura, in modo che i ricercatori della Michigan Tech hanno sviluppato un modo per creare un sistema al di là dei propri ferrofluido fonte di combustibile, rendendo gli ugelli costantemente riparabile.

Prodotto per la prima volta in una forma stabile, NASA Steve Papell nel 1964, ferrofluidi sono liquidi che di solito contengono nano-particelle di magnetite rivestito per evitare di aggregazione. Perché magnetite può essere facilmente attratti dai magneti, e può diventare, infatti, magnetico stesso, ferrofluidi sono facilmente manipolabili dai magneti.

Nel suo lavoro, un team guidato da Brandon Jackson – Michigan Tech dottorando in ingegneria meccanica – creato un modello computazionale di un microthruster matrice utilizzando ciò che è chiamato un liquido ionico ferrofluido, sale liquido che è magnetica e ionico proprietà (Un materiale ionico è quella che consiste in una serie di ioni positivamente o negativamente le particelle cariche, tenuti insieme da forze elettrostatiche). Essi hanno scoperto che il fluido potrebbe essere magneticamente manipolato in modo tale che esso può essere utilizzato per assemblare il suo proprio piccolo ago, che può guarire se stesso o crescere di nuovo, se è danneggiato.

Cosa c’è di più, quando la corrente elettrica viene applicata al fluido una volta che l’ugello è creato, si spara un flusso di ioni per creare la spinta. Mentre questo è simile al modo in cui altri sistemi di propulsione a ioni di lavoro, in questo caso, gli ugelli e il liquido sono uno e lo stesso, in modo che il materiale per la riparazione, è sempre a portata di mano.

L’idea di utilizzare i ferrofluidi come le eliche è venuto da Jackson, il professore, L. Brad Re, nel 2012. Re è il co-autore di un articolo sui risultati recentemente pubblicati nella Fisica dei Fluidi.

“Quando abbiamo messo un magnete sotto una piccola piscina del ferrofluido, si trasforma in un bellissimo riccio struttura di picchi allineati”, ha detto King. “Quando si applica un forte campo elettrico alla matrice di picchi, ognuno emette un singolo micro-getto di ioni.”

Tutto ciò che è vecchio è nuovo

Indietro negli anni ‘ 60, Papell originariamente creato fluidi per risolvere un problema: Come si potrebbe spostare il carburante in un veicolo spaziale che è libero dalla forza di gravità? Pensava che mettendo piccole particelle di ferro nel combustibile, potrebbe essere redatto nel motore di utilizzo di magneti. Il metodo è stato abbandonato, come combustibile solido propellenti sono stati sviluppati. Quindi il metodo è stato emesso di nuovo come un modo di far circolare un liquido intorno a un veicolo spaziale in grado di dissipare il calore dal sole, a fronte di una navicella spaziale per il freddo lato rivolto verso il sole. Ma, ancora una volta, come nuove tecnologie sviluppate, è stato abbandonato.

Quando i campi magnetici vengono applicate a ferrofluidi, possono formare un riccio-come forma

(Credit: Sarah Bird/Michigan Tech)

Ora, grazie a Jackson e il Re di ricerca, sembra che i fluidi potrebbe avere un vero e proprio colpo alla ricerca di una casa nello spazio. Ma completamente funzionante microthruster potrebbe richiedere un certo tempo per svilupparsi. Il passo successivo per il Re del team sarà quello di creare un propulsore contenente 100 o più picchi che possono emettere ioni allo stesso tasso per creare ancora di spinta.

“Spesso in laboratorio abbiamo’ ll hanno un picco di lavoro e di 99 altri oziare,” dice King. “Brandon modello sarà uno strumento di vitale importanza per la squadra andando avanti. Se ci sono riusciti, la nostra elica consentirà di piccolo e poco costoso satelliti con la loro propulsione per essere prodotto in massa. Che potrebbe migliorare il telerilevamento per una migliore modellazione del clima, o fornire una migliore connettività internet, che tre miliardi di persone nel mondo non hanno ancora.”

Oltre a quelli usa, Michigan Tech, che ha un brevetto in corso nel sistema, dice il microthrusters potrebbe essere utilizzato anche nella produzione di prodotti farmaceutici, in nanofabbricazione, e in spettrometria di una tecnica di misura che si basa sul comportamento degli ioni.

Fonte: Michigan Tech