پایش رانشگرهای میکرونیوتنی ماهواره ها بافناوری هسته ای ایران

گروه اجتماعی آرمان خبر ــ علی‌اصغر اصولی: دستاوردهای صلح‌آمیز انرژی هسته‌ای، طیف وسیعی از کاربردها را در زندگی روزمره انسان‌ها ممکن کرده‌اند؛ از تولید رادیوداروها برای درمان بیماران سرطانی گرفته تا استفاده در کشاورزی نوین، صنعت، پزشکی هسته‌ای، کنترل آفات، ساخت سامانه‌های سنجش دقیق و حتی پیشبرد فناوری‌های فضایی.

امروزه فناوری هسته‌ای به عنوان یک پیشران کلیدی در توسعه علمی کشورها شناخته می‌شود. کشوری که به توان بومی در حوزه فناوری‌های هسته‌ای صلح‌آمیز دست پیدا کند، در عمل زیرساخت لازم برای پیشرفت در علوم و صنایع پیشرفته دیگر را نیز فراهم کرده است؛ چرا که بسیاری از این فناوری‌ها در هم تنیده و مکمل یکدیگرند.

در همین راستا، آرمان خبر پرونده‌ای با عنوان «دستاوردهای علمی و صلح‌آمیز هسته‌ای ایران» گشوده است که تاکنون پنج شماره از آن منتشر شده است.

گزارش اول: معرفی رادیوداروی هدفمند مبتنی بر رنیوم‌ـ‌188 برای درمان تومورهای نورواندوکرین

گزارش دوم: رونمایی از سامانه پیشرفته «اندرکنش لیزر با ماده» و ظرفیت آن در توسعه شتاب‌دهنده‌های ذرات

گزارش سوم: بررسی کاربرد فناوری پرتودهی گاما در افزایش ماندگاری محصولات کشاورزی و کاهش ضایعات غذایی

گزارش چهارم: رادیونوکلئید 195Pt؛ سوخت پیشران داروی ضدسرطان دقیق ایران

گزارش پنجم: تولید برنج مقاوم به خشکی در ایران با فناوری هسته‌ای

گزارش پیش‌رو ششمین گزارش از این مجموعه است که به معرفی یکی دیگر از فناوری‌های پیشرفته سازمان انرژی اتمی ایران در حوزه کاربردهای فضایی می‌پردازد: سامانه «تراست‌سنج پیچشی» برای اندازه‌گیری رانشگرهای پلاسمای پالسی.

سامانه تراست‌سنج پیچشی برای رانشگرهای پالسی پلاسما

یک ابزار راهبردی برای توسعه پیشران‌های الکتریکی در صنعت فضایی

با توجه به توسعه روزافزون ماهواره‌های کوچک برای بسیاری از کاربردها، نیاز به رانشگرهایی با قدرت پایین برای تغییرات مداری محدود یا کنترل موقعیت مداری (Attitude Control) به‌شدت افزایش یافته است. در چنین کاربردهایی، اندازه‌گیری دقیق رانش در بازه‌های بسیار کوچک در حد میکرونیوتن ضروری است.

در این پروژه، سازمان انرژی اتمی ایران با طراحی و ساخت یک ترازوی پیچشی (Torsional Balance Thrust Stand) موفق به سنجش ایمپالس (ضربه کل) حاصل از یک پیشران پلاسمای پالسی (Pulsed Plasma Thruster) شده است. این رانشگر در آزمایشگاه دینامیک پلاسما ساخته شده و عملکرد آن با دقت بالا مورد آزمایش قرار گرفته است.

مشخصات فنی سامانه

ترازوی پیچشی از یک بازوی چرخان تشکیل شده که به‌صورت آزاد حول یک محور می‌چرخد. رانشگر در انتهای بازو نصب می‌شود. هنگام آتش‌زنی، نیروی پیشران باعث چرخش بازو حول محور می‌شود. این چرخش با نیروی بازگشتی ناشی از یک فنر پیچشی (Torsional Spring) که در محل اتصال محور به بازو تعبیه شده، متعادل می‌شود. پس از خاموش شدن رانشگر، بازو به موقعیت اولیه خود بازمی‌گردد و از این اختلاف، مقدار نیروی تولیدی رانشگر محاسبه می‌شود.

حوزه کاربرد و بازار هدف

کاربرد اصلی این سامانه در صنعت هوافضا است. از جمله مهم‌ترین استفاده‌های آن، آزمون عملکرد پیشران‌هایی در بازه میلی‌نیوتن است که در ماهواره‌های مکعبی کوچک (CubeSats) استفاده می‌شوند. این سامانه قادر به اندازه‌گیری دقیق رانش و در نتیجه محاسبه ضربه ویژه (Specific Impulse) پیشران‌ها است که در طراحی و بهینه‌سازی مأموریت‌های فضایی نقش کلیدی دارد.

چشم‌انداز توسعه

با توجه به سرعت بالای رشد صنعت ماهواره‌های کوچک و منظومه‌های ماهواره‌ای (Satellite Constellations)، نیاز به توسعه رانشگرهای الکتریکی با رانش بسیار پایین (در حد میکرونیوتن و حتی نانونیوتن) هر روز بیشتر احساس می‌شود. دقت اندازه‌گیری در این حوزه مستقیماً بر کیفیت طراحی و بهره‌برداری از پیشران‌ها تأثیر دارد.

برای دستیابی به دقت‌های بالاتر، گام‌های آتی شامل موارد زیر است:

افزایش طول بازوی ترازو که به ساخت محفظه‌های خلا با ابعاد بزرگ‌تر نیاز دارد

استفاده از سنسورهای جابجایی با دقت بالاتر

کاهش اصطکاک مکانیکی سیستم از طریق جایگزینی بلبرینگ با یاتاقان‌های خمشی (Flexural Bearings).

با تحقق این تغییرات، دستیابی به ترازوی پیچشی با دقتی در حد نانونیوتن قابل دسترسی خواهد بود. همچنین طراحی استند (پایه نصب) به نحوی که در محفظه‌های خلا استاندارد به راحتی نصب شود نیز جزو اهداف آتی این پروژه است.

این گزارش بخشی از پرونده ویژه آرمان خبر در معرفی دستاوردهای علمی انرژی هسته‌ای ایران است و در شماره‌های آینده نیز دیگر پروژه‌های پیشرفته در حوزه‌های مختلف فناوری هسته‌ای و کاربردهای بین‌رشته‌ای آن معرفی خواهند شد.

ساخت این سامانه نشان می‌دهد که توان علمی و فنی ایران در طراحی تجهیزات دقیق فضایی، وارد مرحله‌ای از بلوغ شده است که می‌تواند نیازهای زیرساختی فناوری‌های پیشرفته را بدون وابستگی خارجی تأمین کند.

انتهای پیام/