Elektryczny satelita telekomunikacyjny - na prąd, jak samochód

Czym jest samochód elektryczny nie trzeba chyba już dziś nikomu tłumaczyć. Nadal nowinka, powoli jednak nabierająca znaczenia i w ostatecznym rozrachunku prawdopodobnie przyszłość motoryzacji. Na pewno tej miejskiej, w której minimalizacja kosztów i liczby wydmuchiwanych spalin to priorytem. A czym jest elektryczny satelita? Czy ma coś wspólnego z samochodem? Tak, to dobry tok rozumowania. Pierwszy taki europejski satelita Eutelsat trafił właśnie na orbitę.

Co w satelicie było od zawsze elektryczne

Satelity umieszczane na orbicie Ziemi i orbitach wokółsłonecznych nie dalszych niż orbita Marsa wyposaża się w panele słoneczne, gdyż jest to najprostsza metoda zapewnienia energii zgromadzonej na pokładzie sond aparatury. Urządzenia pomiarowe, teleskopy, komunikacja - to wszystko działa dzięki energii elektrycznej. Działało kiedyś i będzie działać w przyszłości.

Napęd - elektryka zamiast chemii

Tym co zazwyczaj nie jest elektryczne w satelitach jest podsystem napędowy. Silnik główny lub silniki manewrowe potrzebują paliwa, by umożliwić satelicie wykonywanie niewielkich manewrów. Potrzebnych by delikatnie skorygować pozycję, a nawet znacznie zmienić położenie w razie zbliżającego się zagrożenia.

Paliwo w przypadku satelitów telekomunikacyjnych to związki chemiczne. Jednak nie musi to być regułą. Silniki elektryczne (dokładniej rzecz biorąc chodzi o napęd jonowy), które wykorzystują przyśpieszanie naładowanych cząstek w polu elektrycznym dla wygenerowania siły ciągu, są dziś na tyle skuteczne by przejąć rolę silników manewrowych. Tutaj też potrzebne jest paliwo, ale jest ono dużo wydajniejsze. Różnica w porównaniu z napędem chemicznym, to co najmniej rząd wielkości.

Eutelsat-172B - pierwszy telekomunikacyjny elektryk

Eutelsat-172B to pierwszy europejski całkowicie elektryczny satelita telekomunikacyjny z serii Eurostar E3000. Znajduje się on obecnie na orbicie geostacjonarnej, gdzie trafił z niskiej orbity wokółziemskiej polegając wyłącznie na napędzie elektrycznym. Ten sam napęd, w postaci zrobotyzowanych ramion o długości 3 metrów, na których umieszczono niewielkie pędniki, służy do stabilizowania satelity w jego docelowej pozycji.

Łatwość zmiany pozycji pędnika i wektora ciągu, daje większą swobodę manipulacji położeniem niż w przypadku napędu chemicznego. W efekcie dalsze oszczędności paliwa.

Elektryczny napęd pozwala na konstruowanie lżejszych satelitów i lepszy stosunek masy użytkowej do masy całego pojazdu. Szkopuł w tym, że czas jaki wymagają silniki elektryczne do zmiany położenia satelity jest znacznie dłuższy niż w przypadku tradycyjnej technologii. To problem, którego nie udało się nam jeszcze rozwiązać, dlatego napęd jonowy został zastosowany jak dotąd tylko w kilku kluczowych misjach badawczych poza orbitą Ziemi.

Źródło: ESA