เครื่องยนต์นาโนแซทเทลไลต์ที่พิมพ์ออกมาจะปล่อยไอออนบริสุทธิ์สำหรับการขับเคลื่อน

ทรัสเตอร์ที่พิมพ์แบบ 3 มิติสามารถปล่อยกระแสไอออนบริสุทธิ์ออกมาได้

แหล่งกำเนิดแรงขับที่ไม่แพงและมีประสิทธิภาพมากสำหรับดาวเทียมขนาดเล็ก

สร้างเครื่องยนต์นาโนแซทเทลไลท์โดยนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) เป็นเครื่องมือแรกในประเภทนี้ซึ่งเป็นสารเติมแต่งอย่างสมบูรณ์ มันถูกสร้างขึ้นโดยใช้การผสมผสานระหว่างการพิมพ์ 3 มิติและการเติบโตของเส้นใยนาโนซิงค์ออกไซด์ด้วยความร้อนใต้พิภพ นอกจากนี้ยังเป็นเครื่องยนต์ชนิดแรกที่ผลิตไอออนบริสุทธิ์จากของเหลวที่ใช้ในการสร้างแรงขับ

ไอออนบริสุทธิ์ทำให้เครื่องยนต์มีประสิทธิภาพมากขึ้นLuis Fernando Velazquez-Garcia หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ Microsystems Technology Laboratories (MTL) ของ MIT กล่าวว่ามากกว่าอุปกรณ์สมัยใหม่ที่ให้แรงขับต่อหน่วยการไหลของเชื้อเพลิง

แรงขับจากอุปกรณ์ขนาดเหรียญน้อย สามารถวัดแรงได้ในระดับไม่กี่สิบไมโครนิวตันโดยแทงประมาณครึ่งหนึ่งของน้ำหนักเมล็ดงาในขนมปังแฮมเบอร์เกอร์ แต่ในสภาพแวดล้อมวงโคจรที่ไม่มีแรงเสียดทาน CubeSat หรือดาวเทียมขนาดเล็กที่คล้ายกันสามารถใช้แรงขับขนาดเล็กเหล่านี้เพื่อเร่งความเร็วหรือหลบหลีกด้วยการควบคุมที่แม่นยำ

Velázquez-García เน้นย้ำว่าข้อดีของการผลิตแบบเติมเนื้อเปิดโอกาสใหม่ที่มีต้นทุนต่ำในการจ่ายพลังงานให้กับดาวเทียม 

การทำงานของทรัสเตอร์ขนาดเล็กในทางอิเล็กโตรไฮโดรไดนามิก ทำให้เกิดกระแสอนุภาคที่มีประจุเร่งละเอียดซึ่งถูกดีดออกมาเพื่อสร้างแรงผลักดัน อนุภาคมาจากของเหลวไอออนิก ลักษณะเฉพาะคือประกอบด้วยไอออนเท่านั้น ในความหมายกว้างๆ ของแนวคิดนี้ ของเหลวไอออนิกคือเกลือหลอมเหลวใดๆ ตัวอย่างเช่น โซเดียมคลอไรด์หลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงกว่า 800 °C

การออกแบบของ MIT พิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 3 มิติประกอบด้วยอ่างเก็บน้ำของเหลวไอออนิกพร้อมกับรั้วรั้วขนาดเล็กของกรวยปล่อยที่เคลือบด้วยสังกะสีออกไซด์นาโนที่ปลูกด้วยความร้อนบนพื้นผิวของกรวย ท่อนาโนทำหน้าที่เหมือนไส้ตะเกียงลำเลียงของเหลวจากแหล่งกักเก็บไปยังปลายท่อปล่อย เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวปล่อยและอิเล็กโทรดแบบดึงออกที่พิมพ์ 3 มิติอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจะถูกขับออกจากปลายตัวปล่อย นักวิจัยได้ทดลองพิมพ์ตัวปล่อยสแตนเลสเช่นเดียวกับเรซินโพลีเมอร์

เครื่องยนต์นาโนแซทเทลไลท์ที่ปล่อยออกมาฟลักซ์ไอออนบริสุทธิ์เป็นฟลักซ์ชนิดแรกที่ผลิตแบบเติมเต็มโดยใช้การพิมพ์ 3 มิติร่วมกันและการเติบโตของเส้นใยนาโนซิงค์ออกไซด์ รุ่นสเตนเลสสตีล (ด้านบน) ทำงานได้ดีขึ้นโดยรวม แต่มีราคาแพงกว่ามากในการผลิต นักวิจัยจาก Massachusetts Institute of Technology พบว่ารุ่นโพลีเมอร์ (ด้านล่าง) ให้ประสิทธิภาพเทียบเท่ากันในราคาที่ต่ำกว่า ภาพ: Velazquez-Garcia Group

อ่านเพิ่มเติม

ดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์มีลักษณะคล้ายกับโลกอย่างมาก มนุษยชาติมีแผนอะไรสำหรับมัน?

วาฬสีเทาจำนวนมากเริ่มหิวโหยและตายในมหาสมุทรแปซิฟิก

หนึ่งในสามของผู้ที่หายจาก COVID-19 กลับไปที่โรงพยาบาล ทุก ๆ แปด - ตาย

เทคโนโลยีเพิ่มเติม (Additive Manufacturing - มาจากคำว่า additivity - added) คือการสร้างและสังเคราะห์วัตถุแบบทีละชั้นโดยใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ 3 มิติ

Kubsat - รูปแบบของดาวเทียมประดิษฐ์ขนาดเล็กที่ดินสำหรับสำรวจอวกาศมีขนาด 10x10x10 ซม. มีมวลไม่เกิน 1.33 กก. การสร้างคิวบ์แซตเป็นไปได้ด้วยการพัฒนาไมโครมินิเอเทอร์ไรเซชันและการใช้ไมโครอิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรมทั่วไปเพื่อสร้างดาวเทียมอวกาศ

ผู้ติดตามตัวส่ง - เป็นกรณีพิเศษตัวทำซ้ำแรงดันไฟฟ้าบนอุปกรณ์ที่ใช้งานสามอิเล็กโทรดโดยใช้ทรานซิสเตอร์สองขั้ว มีลักษณะการได้รับกระแสสูงค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทแรงดันใกล้เคียงกับเอกภาพ