無燃料衛星用エンジン認定！

まとめ

• 欧州宇宙機関 (ESA) と TransMIT IQM は、新しい空気呼吸電気推進 (ABEP) エンジンの設計レビューを正常に完了しました。
• ABEP テクノロジーは、超低軌道 (VLEO、VLEO) にある大気のまばらな粒子を利用します。
• このエンジンには「カソードレス」設計が組み込まれており、熱圏に存在する反応性の高い原子状酸素によるシステムの急速な腐食を防ぎます。
• VLEO で衛星を運用すると、通信の遅延が大幅に短縮され、光センサーの解像度が大幅に向上します。
• ギリシャにとって、このシステムはすぐに実用的なメリットをもたらします。ギリシャの空間を継続的に高解像度で視覚的に監視するための基盤が構築され、熱異常（森林火災など）の迅速な検出と離島地域のカバーが可能になります。

空気呼吸電気推進 (ABEP) システムの進化

システム アベップ は電気推進の一種で、高度 200 ～ 300 キロメートルの大気上層にある残留粒子を収集することで機能します。この装置はガスを圧縮し、高周波 (RF) を介してイオン化し、電磁的に加速して推力を生成するため、地球から推進剤 (キセノンやクリプトンなど) を輸送する必要がなくなります。

超低軌道 (VLEO) での衛星の運用は、常に学術上および産業界で強い関心を集めている分野です。部門 TransMIT 材料加工におけるイオン源プロジェクト部門 (IQM)は、ドイツ国防大学ミュンヘン大学 (Universität der Bundeswehr München) の支援を受けて、ARTES Advanced Technology プログラムに基づいて ESA の厳格な検査に設計を提出しました。

VLEO 軌道では、大気抵抗が非常に強くなります。アクティブな推進システムを持たない従来の衛星は徐々に高度を下げ、最終的にはより密度の高い大気への再突入時に燃え尽きます。従来の化学エンジンや電気エンジンとのこの摩擦を補うには、膨大な量の燃料が必要となり、ミッションの寿命が短く、経済的に実行不可能になります。 ABEP はこの制限を完全に覆します。 抗力を引き起こす粒子そのものを動力源として利用します。、問題を解決策に変えます。

カソードレススラスターの仕組み

ABEP エンジンの開発に対する主な技術的障害は、物質的な生存可能性でした。従来のイオンスラスター (グリッドイオンスラスターまたはホール効果) は、カソードに依存して電子を放出します。カソードの役割は 2 つあります。燃料の初期イオン化を支援し、生成されたイオン雲の中和剤として機能し、容器内の負電荷の蓄積を防ぎます。

しかし、高度 200 km では、大気は主に分子状窒素と 原子状酸素。原子状酸素は非常に反応性が高いです。高速条件下で従来の陰極の敏感に加熱された金属部分と接触すると、非常に急速な酸化と物理的腐食が引き起こされ、数日でその部分が破壊されます。

彼女のエンジン トランスミット 根本的にバイパスする 設計による制限 カソードレス (カソードなし)。このシステムは、高周波 (RF) プラズマ発生器アセンブリを使用します。 RFアンテナは腐食性ガスに直接接触することなく電離箱を取り囲んでいます。 RF エネルギーは、入ってくる大気中の粒子から電子を叩き落とし、プラズマを生成します。磁界と電界の組み合わせにより、陽イオンと電子の両方がノズルの出口に向かって同時に加速されます。両方の電荷が均等に放出されるため、出ていくプルームはすでに中性であり、外側セクションに物理的な陰極中和装置が必要なくなります。

VLEO軌道が通信と地球観測に意味するもの

従来からのインフラストラクチャの移行 地球低軌道 (LEO、約500～1200km) VLEO (300 km 未満) は、電磁放射の逆 2 乗則に従い、システムのパフォーマンスを劇的に変化させます。

電気通信の観点から見ると、距離が半分になる、または半分になるということは、信号強度が幾何学的に増加し、それに対応して遅延が減少することを意味します。衛星と地上受信機の間の見通し線には最小限の電力が必要です。この機能により、衛星と消費者向けスマートフォンを直接簡単に接続できるようになります (デバイスへの直接接続/D2D）、大型で電力を大量に消費するベース端末の必要性を回避します。

地球観察の分野では、近接性は比類のない視覚的精度につながります。より高い高度から高い空間分解能を達成するには、巨大で重い光学望遠鏡が必要となり、建設と打ち上げのコストが飛躍的に増加します。 VLEO 軌道では、コンパクトなセンサーを備えた小型衛星が 0.5 メートル未満の解像度で画像をキャプチャしたり、3D マッピング用の高精度の合成開口レーダー (SAR) を提供したりできます。

ギリシャの現実における影響と応用

この特定のもの 技術的な この開発はギリシャ地域にとって直接的かつ重要な用途を持っています。ギリシャの複雑な地形は、エーゲ海諸島と山塊が分断されているため、地上の通信ネットワークや従来の観測レーダーで完全にカバーすることが困難なことがよくあります。

衛星 VLEO システムを活用した アベップ シームレス、継続的、高解像度のモニタリングのための条件を作り出します。夏の間は、森林火災を防ぐために熱異常を迅速に検出することが最優先事項となります。より高い軌道からのデータには、多くの場合、時間の遅れや解像度の低下があり、最初の重要な数分で焦点を検出することができません。 VLEO センサーは、リアルタイムの熱画像データを送信できます。

さらに、エーゲ海の海上警備、国境管理、海洋汚染の監視には、頻繁に通過するレーダー システムが必要です。 ABEP 小型衛星は、まさにこの機能を低い運用コストで提供します。とすれば 燃料なしでも数十年間軌道上に留まることができる、サービスの提供コストが大幅に削減され、地元の国民保護機関にとって手頃な価格になります。最後に、VLEO ネットワークは、ギリシャの離島における電気通信の回復力を強化し、海底光ファイバー ケーブルに障害が発生した場合の安全な代替手段として機能し、地上の 5G ネットワークに匹敵する速度と遅延を提供します。

テックギア提供

彼の成功 ESA そして彼女 TransMIT IQM ABEP のエンジン制御は、宇宙産業が珍しい研究の段階から応用機能の段階へ移行していることを裏付けています。これまで、航空宇宙技術者はパラドックスの解決に挑戦してきました。衛星を地球に近づけると、測定可能なすべての性能 (データ速度、視力、製造コスト) が向上しますが、大気摩擦により機器の有効期限が短くなります。

カソードの除去 (カソードレス設計) と大気中の粒子の収集により、アーキテクチャが完全に改訂されました。 ABEP システムは、大気抵抗を破壊的な要因から推進力に変えることで、LEO/VLEO エコシステムの存続可能性を確保します。

また、VLEO 軌道に固有の環境安全性も注目に値します。 衛星が故障により使用不能になった場合、ABEP システムは摩擦を補償することを停止し、宇宙船は数週間以内に大気圏で安全に燃え尽きます。、危険なスペースデブリの生成を防ぎます。

我が国にとって、このような衛星インフラの商業利用は、国民保護の即時強化と、最もアクセスしにくい地域におけるデジタル孤立の終焉を意味します。