Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu đã tính toán hiệu quả của bốn tính năng quan trọng của hệ thống đẩy bằng lò vi sóng cho tên lửa. Những phát hiện này là rất quan trọng để giảm thiểu hoặc có thể giảm chi phí của các hệ thống đẩy tên lửa.
Chính phủ trên toàn thế giới sử dụng tên lửa để phóng vệ tinh và người dân lên quỹ đạo. Điều này hiện cần rất nhiều nhiên liệu năng lượng cao và nó chiếm tới 95% tổng khối lượng tên lửa. Bởi vì chi phí phóng của một tên lửa có thể lên tới 10 tỷ yên, việc tung ra trọng tải 1 gram được cho là giống như mua 1 gram vàng. Tối thiểu hóa tổng chi phí phóng tên lửa sẽ tối đa hóa trọng tải khoa học và tăng tính khả thi của việc thăm dò không gian.
Trong một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Tàu vũ trụ và tên lửa , các nhà nghiên cứu từ Đại học Tsukuba đã giúp giải quyết vấn đề truyền tải điện không dây quan trọng và các vấn đề hiệu quả khác cần khắc phục để sử dụng lò vi sóng công suất cao để bổ sung – hoặc gần như thay thế – nhiên liệu hóa học cho các vụ phóng tên lửa. Nghiên cứu của họ sẽ giúp các nhà nghiên cứu trong dòng công việc này tập trung đúng mức nỗ lực của họ.
Các nhà nghiên cứu thường tin rằng một tên lửa đòi hỏi một megawatt động cơ đẩy bằng chùm tia – đó là công suất xấp xỉ của 10 chiếc ô tô – trên mỗi kg trọng tải để đạt được quỹ đạo tối thiểu. Liệu truyền vi sóng có đủ hiệu quả cho các ứng dụng trong thế giới thực hay không là một câu hỏi mở.
Các chùm vi sóng đã được truyền đi bằng cách sử dụng ăng-ten mặt đất có cùng kích thước với ăng-ten tên lửa. “Tuy nhiên, các ứng dụng thực tế sẽ đòi hỏi một máy phát trên mặt đất lớn và một máy thu nhỏ trên tên lửa, và do đó truyền dẫn tập trung thay đổi”, Trợ lý giáo sư Kohei Shimamura, tác giả chính của nghiên cứu giải thích. “Chúng tôi muốn không chỉ chứng minh phương pháp này mà còn định lượng hiệu quả của nó.”
Trong nghiên cứu toàn diện của họ, các nhà nghiên cứu đã tính toán hiệu quả ở khoảng cách ngắn của một máy phát vi sóng trên mặt đất (51%), cung cấp năng lượng không dây gửi vi sóng đến hệ thống đẩy tên lửa (14%), nhận ăng ten trên tên lửa ( 34%) và thiết bị đẩy sử dụng năng lượng vi sóng để đốt nóng động cơ tên lửa (6%). Phó giáo sư Tsuyoshi Kariya, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Các nhà nghiên cứu hiện có thể đưa ra con số về mức độ truyền tải tập trung vào biến hiệu quả hiện nay”.
Nghiên cứu trong tương lai sẽ cần nghiên cứu và nâng cao hiệu quả ở khoảng cách xa. Theo lời của Phó giáo sư Shimamura: “Đây là một thách thức khó khăn nhưng là bước tiếp theo quan trọng trong việc thúc đẩy công nghệ vi sóng để sử dụng thực tế trong các vụ phóng tên lửa.”
Tên lửa là công nghệ thiết yếu nhưng chi phí phóng của chúng là một bất lợi lớn cho các nhiệm vụ khoa học. Với nghiên cứu trong tương lai, vi sóng công suất cao một ngày nào đó có thể là một phương pháp đẩy tên lửa chi phí thấp.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Tsukuba . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :