एमआईटी ने एक नया सूक्ष्म-प्रणोदन उपकरण विकसित किया है जो सूक्ष्म-उपग्रहों के लिए "दोहरी-मोड" प्रणोदन प्रदान कर सकता है। लक्ष्य क्यूबसैट जैसे छोटे उपग्रहों को तेजी से पैंतरेबाज़ी करने और लंबी दूरी और कुशलतापूर्वक उड़ान भरने में सक्षम बनाना है। यह तकनीक रासायनिक प्रणोदन और विद्युत प्रणोदन को एक ही ईंधन प्रणाली में एकीकृत करती है और माना जाता है कि इससे छोटे अंतरिक्ष यान की मिशन क्षमताओं में महत्वपूर्ण विस्तार होने की उम्मीद है।
एमआईटी इंजीनियरिंग टीम ने हाल ही में छोटे उपग्रहों के लिए एक हाइब्रिड प्रणोदन प्रणाली का परीक्षण किया, जो रासायनिक रॉकेटों के उच्च जोर को इलेक्ट्रिक थ्रस्टर्स की उच्च दक्षता के साथ जोड़ती है, और दो प्रणोदन विधियां समान ईंधन साझा करती हैं। शोधकर्ताओं ने कहा कि इस डिज़ाइन से सस्ते, पोर्टेबल अंतरिक्ष यान को अनुमति मिलने की उम्मीद है जो केवल कम-पृथ्वी कक्षा मिशनों को आगे गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण मिशनों को पूरा करने और यहां तक कि मंगल ग्रह तक उड़ान भरने के लिए भी कर सकता है।
हालाँकि माइक्रोसैटेलाइट्स लंबे समय से लॉन्च करने के लिए सस्ते और तैनात करने में आसान रहे हैं, लेकिन प्रणोदन प्रणालियों के संदर्भ में वे आकार और ईंधन स्थान में सीमित हैं। यदि एक ही समय में तेजी से कक्षा परिवर्तन और ठीक रवैया समायोजन को पूरा किया जाना है, तो पारंपरिक समाधानों के लिए अक्सर दो स्वतंत्र प्रणोदन प्रणालियों और दो प्रकार के ईंधन की आवश्यकता होती है, जो छोटे प्लेटफार्मों के लिए हासिल करना मुश्किल है।
लेख के अनुसार, रासायनिक थ्रस्टर्स कम समय में शक्तिशाली थ्रस्ट उत्पन्न कर सकते हैं और तेजी से कक्षा परिवर्तन के लिए उपयुक्त हैं; जबकि इलेक्ट्रिक थ्रस्टर्स, विशेष रूप से ईएफआई थ्रस्टर्स में छोटा थ्रस्ट होता है, लेकिन अत्यधिक उच्च ईंधन उपयोग होता है, और लंबी अवधि, धीमी गति से त्वरण के लिए उपयुक्त होते हैं, विशेष रूप से इंटरस्टेलर या इंटरप्लेनेटरी नेविगेशन के लिए। दोनों के मूल रूप से अपने-अपने फायदे हैं, लेकिन छोटे उपग्रहों पर उनका संगत होना मुश्किल है।
इस सफलता की कुंजी पहले अमेरिकी वायु सेना द्वारा विकसित ASCENT नामक प्रणोदक में निहित है। हरे प्रणोदक, जिसे "उन्नत स्पेसक्राफ्ट ऊर्जावान गैर-विषाक्त प्रणोदक" कहा जाता है, मूल रूप से अत्यधिक जहरीले हाइड्राज़ीन ईंधन को बदलने के लिए एक रासायनिक प्रणोदन ईंधन के रूप में विकसित किया गया था, लेकिन बाद में शोध टीम को पता चला कि यह मूल रूप से एक आयनिक तरल भी है। आयनिक तरल पदार्थ निर्वात वातावरण में तरल रह सकते हैं, जो उन्हें इलेक्ट्रॉनिक जेट थ्रस्टर्स में उपयोग के लिए आदर्श बनाता है।
प्रोफेसर पाउलो लोज़ानो के नेतृत्व में एमआईटी एयरोएस्ट्रो प्रयोगशाला की टीम इस सुविधा के आसपास अनुसंधान को आगे बढ़ा रही है और क्यूबसैट से जुड़े एक छोटे टैंक में एसेंट को लोड करके प्रयोग कर रही है। शोधकर्ताओं ने अंतरिक्ष के भारहीन वातावरण का अनुकरण करने के लिए माइक्रोसैटेलाइट को एक चुंबकीय उत्तोलन प्लेटफॉर्म पर रखा, और फिर उनके संचालन प्रदर्शन का निरीक्षण करने के लिए अलग-अलग वोल्टेज के तहत थ्रस्टर्स को दूर से प्रज्वलित किया।
परीक्षण के नतीजे बताते हैं कि ASCENT प्रणोदन प्रदर्शन में स्थिर है, जिसमें प्रति वाट 40 से 65 माइक्रोन्यूटन का थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात, 600 सेकंड का एक विशिष्ट आवेग और लगभग 15% की समग्र दक्षता है। थ्रस्टर्स मापने योग्य प्रदर्शन में गिरावट के बिना 167 घंटों तक लगातार काम करने में सक्षम हैं।
पेपर के पहले लेखक अमेलिया ब्रूनो ने कहा कि आमतौर पर टीम द्वारा उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रो-इंजेक्शन प्रोपेलेंट की तुलना में, ASCENT का जोर प्रदर्शन समान है; अब जब यह पुष्टि हो गई है कि थ्रस्टर इस ईंधन के साथ संगत है, तो भविष्य में डिज़ाइन को और अधिक अनुकूलित किया जा सकता है। शोध टीम का मानना है कि इस समाधान का सबसे बड़ा महत्व यह है कि यह छोटे उपग्रहों के लिए पहली बार "एक प्रणोदक टैंक साझा करना और विभिन्न प्रणोदन व्यवहारों का समर्थन करना" संभव बनाता है।
इसके बाद, एमआईटी ग्रीन प्रोपल्शन डुअल मोड मिशन को आगे बढ़ाने के लिए नासा के साथ काम करेगा। यह एक क्यूबसैट है जो एक रासायनिक थ्रस्टर और चार ईएफआई थ्रस्टर ले जाएगा, सभी एक ही एसेंट टैंक साझा करेंगे, और इस साल के अंत में लॉन्च होने वाले हैं। लोज़ानो ने कहा, किसी उपग्रह पर साझा प्रणोदक टैंक का उपयोग करने का यह पहला प्रयास होगा।
यदि मिशन सत्यापन सफल होता है, तो इस तकनीक के अनुप्रयोग परिदृश्य बहुत व्यापक होंगे, जिसमें उपग्रह तारामंडल की अधिक कुशल तैनाती, तूफान की वास्तविक समय पर नज़र रखना, लंबी दूरी की गहरी अंतरिक्ष अन्वेषण करना शामिल है, सभी की कल्पना की जा रही है। लोज़ानो ने यह भी उल्लेख किया कि भविष्य में, क्यूबसैट को मंगल ग्रह या क्षुद्रग्रह बेल्ट पर भी भेजा जा सकता है, जिससे उन्हें पहले इलेक्ट्रॉनिक थ्रस्टर्स का उपयोग करके धीमी गति से चलने की अनुमति मिलती है, और फिर अपनी स्थिति को तुरंत समायोजित करने और लक्ष्य क्षेत्र के विवरण का निरीक्षण करने के लिए रासायनिक थ्रस्टर्स का उपयोग किया जाता है।