Сообщество, Спутник

Результаты стратосферных испытаний реактора

Как вы помните, в конце октября мы вместе с командой Сколтеха отправили в верхние слои атмосферы пластинчатый реактор, чтобы проверить его работоспособность в условиях, максимально приближенных к космическим (подробнее о целях, которые преследовал эксперимент, можно почитать здесь). В целом, запуск прошел хорошо, сам реактор, а также блок электроники и батареи отработали в штатном режиме и подтвердили свою пригодность для использования на космическом спутнике.

Реактор был установлен на гелиевый шар-стратостат, запуск которого произошел примерно в 150 км от Москвы в сторону Ярославля. К сожалению, шары, закупленные "Сколково" для проведения экспериментов, оказались сравнительно небольшими и рассчитанными на вес нагрузки, примерно в 2-3 раза меньший, чем наш реактор. Из-за этого шар лопнул на высоте 21 км, не поднявшись на заявленные 37 км. Тем не менее, этого хватило для семи минут работы аппаратуры (контроллер подал сигнал на включение реактора по достижении 20 км).

Траектория движения зонда

После возвращения реактора испытания были продолжены уже на земле, т.к. время работы устройства оказалось меньше расчетного. Для завершения эксперимента перед разборкой реактора его включили ещё раз и довели суммарное время работы до 25 минут. По ручному секундомеру, газ перестал выходить после 9 минут работы (8 минут нагрева). Таким образом, за два включения реагент активно разлагался 16 минут. С 11-й минуты ручного секундомера началось разложение реагента в углах реактора, к этому же времени существенно нагрелся текстолит, из которого было изготовлено устройство.

Замер температуры нагрева реактора во время второго (наземного) включения

По итогам испытаний выяснилось, что реагент разложился на 20-й минуте работы реактора (немного времени добавили на повторный разогрев), а это значит, что после уточнения расчетов можно будет говорить о значительном снижении необходимой мощности батарей. Это позволит уменьшить их массу и объем на борту космического аппарата. С более подробным анализом испытаний можно будет ознакомиться в презентации эскизного проекта, которая в настоящее время дорабатывается с учётом полученных данных.

Реактор с блоком электроники

Последующее вскрытие реактора показало, что по шву крышки, как минимум с двух сторон, происходила утечка газа. Для решения этой проблемы в дальнейшем будет использован новый герметизирующий кембрик с клеевым слоем, добавлены фторопластовые шайбы и втулки. Изоляция шпилек серьёзных нареканий не вызвала.

Разборка реактора после повторного включения

Плохая, но предсказуемая новость — часть реагента, прилегающая к металлическим стенкам реактора, т.е. нагреваемая только с одной стороны, не разложилась. Всего не разложилось около 24 г бикарбоната, это значительно больше, чем в первом тесте, когда реагент находился только между пластинами нагревателей. Чтобы не допустить подобных потерь в будущем, мы немного изменим дизайн и размеры реактора.

Корпус реактора после окончательной разборки

Опыт мы считаем удачным. Очевидно, что большая часть реагента (и весь объём, который находился между пластинами) разложились в первые 20 минут работы, это меньше расчетного времени. От остальной части бикарбоната отвел тепло металлический корпус, что предсказуемо и легко решаемо.

Выводы:

1. Реактор на 115 г нужно немного увеличить в объёме, чтобы весь реагент находился строго между нагревателями.

2. Поставить повторный опыт на земле. Далее, по результатам, пересчитать объём большого реактора на раскрутку. Повторить опыт.

2.1 Поставить фильтр, например, из вискозы, чтобы избежать утечки газа.

2.2 Добиться полной герметичности путём использования герметика. Таким образом, даже на земле мы сможем получить реактивную струю.

3. Ориентироваться на многократную заправку реактора прямо в спутнике не стоит: реактор покрывается изнутри  мелкой пудрой из реагента. Просто так её не вычистить, нужно снимать детали и отмачивать, в том числе чистить сопло и саму нить нихрома.

4. Ещё раз рассмотреть классический жесткий корпус кубсата, в который как модули будут вставляться реакторы, батареи, контейнер с отражателем и "мозг".

  • Gagarin
  • Mars Terraforming
  • Myzei Kosmonavtiki
  • Open Space
  • Orkk
  • Planetrarij
  • Vdnx
Яндекс.Метрика
О новой Joomla на JooMix.org