Το Aliena, ένα τεχνολογικό spin-off από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Nanyang της Σιγκαπούρης (NTU Singapore), ανέπτυξε σήμερα στο διάστημα έναν νανοδορυφόρο εξοπλισμένο με έναν κινητήρα οικονομίας καυσίμου που έχει αναπτύξει. Ο νανοδορυφόρος στάλθηκε από την αποστολή Transporter-3 του SpaceX Falcon 9 που εκτοξεύτηκε από τον Διαστημικό Σταθμό του Cape Canaveral, Φλόριντα, ΗΠΑ.

Ο κινητήρας του δορυφόρου, ένας προωθητής με αποτέλεσμα Hall, ένας τύπος προωθητή ιόντων στον οποίο τα ιόντα από το προωθητικό επιταχύνονται από ένα ηλεκτρικό πεδίο, εφευρέθηκε και αναπτύχθηκε από την Aliena. Σε σύγκριση με τους σημερινούς δορυφορικούς κινητήρες του τύπου του, ο νέος κινητήρας καταναλώνει μόνο ένα κλάσμα ισχύος για τη λειτουργία του.

Οι προωθητές είναι ζωτικής σημασίας για τους δορυφόρους, καθώς τους χρειάζονται να κάνουν περιστασιακές βολές ώθησης για να τους κρατήσουν σε τροχιά, διαφορετικά θα εισέλθουν ξανά στην ατμόσφαιρα της Γης, θέτοντας τέλος στην αποστολή τους. Αυτό οφείλεται στη δύναμη αντίστασης ή έλξης από τη λεπτή ατμόσφαιρα που συναντούν.

Ιστορικά, οι περισσότεροι δορυφόροι ζύγιζαν μερικές χιλιάδες κιλά και ήταν τεράστιοι, με ύψος αρκετών ορόφων. Ωστόσο, τις τελευταίες δύο δεκαετίες, οι μικροσκοπικοί δορυφόροι κερδίζουν δημοτικότητα, γεγονός που οδήγησε στην ανάπτυξη μικρότερων, ελαφρύτερων και πιο αποδοτικών κινητήρων που διατηρούν τους δορυφόρους λειτουργικούς ενώ χώρος.

Σε σύγκριση με τους τρέχοντες προωθητήρες Hall που απαιτούν περίπου χίλια watt για να κρατήσουν μεγαλύτερους δορυφόρους σε τροχιά και είναι ακατάλληλοι για μικρότερα διαστημόπλοια, ο κινητήρας του Aliena μπορεί να κρατήσει έναν νανοδορυφόρο σε λειτουργία με ισχύ μικρότερη από 10 Watt. Ολόκληρο το σύστημα πρόωσης χωράει σε έναν κύβο 10 cm επί 10 cm επί 10 cm και ζυγίζει λιγότερο από δύο κουτιά γάλακτος, σημαντικά λιγότερο από τα συμβατικά αντίστοιχα.

Συχνά αναφέρεται ως η τέταρτη κατάσταση της ύλης, το πλάσμα και οι φυσικές του ιδιότητες παίζουν βασικό ρόλο στον κινητήρα της Aliena. Η εκκίνηση του NTU χρησιμοποιεί την πρόωση πλάσματος για να επιτρέψει στους μικρούς δορυφόρους να κινούνται στο διάστημα με δύναμη από λίγα μικρο-Newton, η οποία είναι συγκρίσιμη με την ποσότητα δύναμης που χρησιμοποιεί ένα μυρμήγκι για να κάνει μερικά βήματα μπροστά.

Ο Δρ Mark Lim Jian Wei, Συνιδρυτής και Διευθύνων Σύμβουλος της Aliena, ο οποίος είναι επίσης Αναπληρωτής Κύριος Ερευνητής στο Energy Research Institute @ NTU (ERI@N), λέει ότι «καθώς η διαστημική βιομηχανία συνεχίζει να αναπτύσσεται εκθετικά και γρήγορα, η Aliena στοχεύει για να αντιμετωπιστεί η αυξανόμενη ζήτηση για κινητικότητα στο διάστημα μέσω των κινητήρων πλάσματος μας. Μόλις μια νέα αγορά, είδαμε μια ξαφνική αύξηση του αριθμού των εταιρειών διαστημικής τεχνολογίας που έχουν ενσωματωθεί για να αξιοποιήσουν την οικονομική αποδοτικότητα των μικρών δορυφόρων και την πρόσβαση στο διάστημα αναπτύξουν τους δικούς τους αστερισμούς που θα επηρεάσουν τις επίγειες και εξωγήινες επιχειρήσεις».

Ο κ. George-Cristian Potrivitu, συνιδρυτής και Chief Technology Officer της Aliena, ο οποίος είναι επίσης Ph.D. υποψήφιος, λέει ότι “Η Aliena επικεντρώνεται στην ανάπτυξη δορυφορικών συστημάτων πρόωσης αιχμής με βάση το πλάσμα και αυτή η αποστολή σηματοδοτεί σίγουρα ένα πολύ σημαντικό ορόσημο για το ιδιωτικό διαστημικό οικοσύστημα στη Σιγκαπούρη, το οποίο αναδύεται γρήγορα από την αναδυόμενη φάση του. Με την εκτόξευση, εμείς θα αποδείξει ότι το σύστημά μας λειτουργεί καλά στο διάστημα σε έναν δορυφόρο, κάτι που είναι σημαντικό καθώς συνεχίζουμε να επεκτείνουμε τη βάση των πελατών μας. Θέλουμε να ενεργοποιήσουμε τις αναδυόμενες δραστηριότητές τους και να βοηθήσουμε τον καταλύτη νέων επιχειρηματικών ευκαιριών στο διάστημα μέσω της παροχής άνευ προηγουμένου κινητικότητας σε μικρά διαστημόπλοια , επιτρέποντάς τους να εκτελέσουν τις πιο απαιτητικές αποστολές.”

Ενδυνάμωση δορυφόρων για τα επόμενα σύνορα της εξερεύνησης του διαστήματος

Ο προωθητής Aliena διαθέτει επίσης άλλες τεχνικές καινοτομίες που βοηθούν στην αύξηση της αντοχής του και επιτρέπουν την άμεση ανάφλεξη του συστήματος χωρίς την ανάγκη εξωτερικής θέρμανσης για προθέρμανση.

Ο κινητήρας της Aliena είναι ένα ηλεκτρικό σύστημα πρόωσης πλάσματος που είναι πιο αποδοτικό σε καύσιμα σε σύγκριση με τα μη ηλεκτρικά συστήματα και απαιτεί μικρότερες και ελαφρύτερες μπαταρίες και λιγότερα ηλιακά πάνελ σε σύγκριση με τους υπάρχοντες προωθητές στην αγορά.

Ως αποτέλεσμα της απόδοσης καυσίμου, οι δορυφόροι εξοπλισμένοι με κινητήρα Aliena θα μεταφέρουν λιγότερα καύσιμα για αποστολές, δίνοντας στους δορυφόρους μεγαλύτερη ευελιξία στην εκτέλεση λειτουργιών στο διάστημα.

Η παροχή στους δορυφόρους της δυνατότητας να προσαρμόζουν την κίνησή τους στον μικρότερο βαθμό είναι ζωτικής σημασίας για σκοπούς όπως ο σχηματισμός αστερισμών, όταν οι δορυφόροι απαιτούν να ομαδοποιηθούν για να λειτουργήσουν ως σύστημα. Είναι επίσης βολικό για συντήρηση και επισκευή σε τροχιά, καθώς και για άλλες πολύπλοκες λειτουργίες στο διάστημα, όπως στην ταινία Gravity του 2013, όπου ο χαρακτήρας της ηθοποιού Sandra Bullock έπρεπε να χρησιμοποιήσει έναν προωθητή κρύου αερίου για να προωθηθεί για να εξυπηρετήσει το Hubble Space. Τηλεσκόπιο.

Ο Δρ. Lim πρόσθεσε ότι «ελπίζουμε η επιτυχημένη εκτόξευση του νανοδορυφόρου που τροφοδοτείται από τη νέα μας μηχανή θα ανοίξει το δρόμο για τις αναδυόμενες μικρές δορυφορικές λειτουργίες που θα πραγματοποιούνται με μειωμένη κατανάλωση ενέργειας, η οποία βελτιώνει επίσης τη χρήση της χωρητικότητας ενός δορυφόρου».

Μετά από αυτήν την αποστολή, η Aliena σχεδιάζει να αναπτύξει κινητήρες μικροδορυφορικής κλάσης (MUSIC) σε μια μεγαλύτερη δορυφορική πλατφόρμα το 2023 που θα εκτοξευθεί στην αποστολή ORB-12 Strider της Orbital Astronautic.

Η Aliena έκτοτε έχει εξασφαλίσει ξεχωριστές παραγγελίες από έναν πελάτη που δεν έχει αποκαλυφθεί και έχει λάβει ενδιαφέρον από άλλες επιχειρήσεις για τη χρήση των κινητήρων της στους δορυφόρους τους.

Ο κ. David Toh, Διευθύνων Σύμβουλος της NTUitive, λέει ότι “Η Aliena έχει επιτύχει ένα πολύ σημαντικό ορόσημο στην ανάπτυξη των προϊόντων της και είμαστε στην ευχάριστη θέση ως οργανισμός να υποστηρίξουμε την εταιρεία σε όλες τις προσπάθειές της να είναι μια επιτυχημένη startup. Η Aliena είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα για το πώς η πανεπιστημιακή έρευνα μπορεί να μεταφραστεί και να εισαχθεί γρήγορα στην αγορά μέσω των κεφαλαίων και των προγραμμάτων υποστήριξης, όπου συμβάλλουμε στην επιτάχυνση της διαδικασίας εμπορευματοποίησης μέσω της υποστήριξης σε τομείς όπως η πνευματική ιδιοκτησία και ο χώρος γραφείων, καθώς και για την περιποίηση των επιχειρηματιών και τον συνδυασμό τους με τεχνολογία που ταιριάζει περισσότερο στις επιχειρήσεις τους».

Η Aliena ιδρύθηκε το 2018, αφού οι ιδρυτές Δρ. Lim και κ. Potrivitu συναντήθηκαν ενώ εργάζονταν για το διδακτορικό τους στο Space Propulsion Center στο NTU. Η εταιρεία έλαβε επιχορήγηση από την εταιρεία καινοτομίας και επιχειρήσεων NTUitive του NTU το 2019 και η τεχνολογία δοκιμάστηκε στο Κέντρο Δορυφορικής Έρευνας του NTU (SaRC).

Η Aliena έδειξε για πρώτη φορά τις αρχές πίσω από τους τρόπους λειτουργίας του κινητήρα στο SaRC. Η ομάδα είχε πρόσβαση στις εγκαταστάσεις της SaRC για τη συναρμολόγηση του πρωτοτύπου της και ήταν επίσης το σημείο όπου ο κινητήρας παρουσίασε για πρώτη φορά μια επιτυχημένη δοκιμαστική εκτόξευση, ένα ορόσημο που η ομάδα της Aliena είπε ότι βοήθησε να ανοίξει ο δρόμος για την Aliena να κλείσει τον πρώτο γύρο χρηματοδότησης με υπερεγγραφή.

Αποχωρώντας από το NTU, η Aliena υποστηρίχθηκε επίσης από το NTUitive μέσω του εμβληματικού τους Ταμείου Στρατηγικής Έρευνας Καινοτομίας (SRIF) που παρείχε κεφάλαιο για την αρχική έρευνα και ανάπτυξη που απαιτούνται για την προώθηση του κινητήρας από το πρωτότυπο του.

Η πρώτη επιδρομή του NTU στο διάστημα ξεκίνησε πριν από περισσότερα από 20 χρόνια. Το πρώτο έργο ήταν ένα ωφέλιμο φορτίο επικοινωνίας με την κωδική ονομασία Merlion που εκτοξεύτηκε το 1999, ενώ το κύριο σώμα δορυφόρου αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο του Surrey.

Το NTU έκτοτε κατασκεύασε και έστειλε εννέα δορυφόρους στην τροχιά της Γης. Ο X-SAT, ο μικροδορυφόρος του NTU που κατασκευάστηκε σε συνεργασία με την Defense Science Organisation, είναι ο πρώτος τοπικά κατασκευασμένος στη Σιγκαπούρη δορυφόρος που εκτοξεύτηκε στο διάστημα το 2011.