特别适用于为模仿生物微型游泳者的微电机提供拍打和/或旋转驱动。开创性的例子是 Dreyfus 等人建造的游泳者,它由一串拴在红细胞上的磁珠组成。[25] 在这里,游泳以衍生方式诱导精子,即通过拍打一个支持弯曲波传播的柔性附属物。自这一突破以来,已经制造出几种其他受生物启发的磁性微型游泳者,包括由定制微磁体、软磁复合材料和众多结构制成的微型游泳者,其中磁性区域驱动非磁性鞭毛/附属物。[13,15,16,20,26–29] 人们越来越多地研究附属物结构对游泳表现的影响,表明无论是生物系统还是合成系统,游泳速度都会随其长度、弹性和划水频率而变化。 [15,26,28,30] 此外,已确定生物微游泳者的集体相互作用微妙地依赖于鞭毛 (附属物) 耦合动力学和鞭毛下长度尺度上产生的流动。 [30] 这些相互作用在自然界中被用来提高性能:例如,老鼠精子形成长序列以提高其速度。 [7,10,30–33] 尽管如此,对合成系统的附属物设计进行严格控制仍然很困难,当需要纳米级特征时更是如此。 在纳米尺度上实现这种控制的一种特别有前途的方法是 DNA 自组装,正如 Maier 等人所采用的,用于生成基于 DNA 瓦管束的合成鞭毛。 [26] 当连接到旋转的磁珠上时,这些束通过水动力学组装成几微米的螺旋状结构,以类似于细菌的方式驱动平移运动。尽管组装技术可以精确控制合成鞭毛的扭曲和硬度,但它们的长度容易发生寡聚化并且不受控制。在本文中,我们基于 Maier 等人的工作,使用另一种 DNA 自组装策略,即 DNA 折纸。在这里,一个由 8634 个核苷酸组成的单链 DNA 环通过单链 DNA 寡聚体的特定结合以预定方式折叠,以构建定制的、尺寸可控的纳米级附加物。[34–37] 我们提出了一种调节附加物在磁珠上的覆盖率的方法,使其均匀或对称性破缺。通过时间相关磁场摇动这些结构时,我们发现,虽然完全被 DNA 折纸覆盖的结构主要表现出布朗动力学,
脉冲核空间推进技术是 20 世纪 50 和 60 年代由弗里曼·戴森、特德·泰勒、西奥多·冯·卡门和汉斯·贝特等杰出物理学家研究的,它使用专门的原子装置产生的紧凑型核爆炸来推动大型航天器。这项技术通常以其开发所在的空军项目的名称而为人所知:猎户座。长期以来,人们一直认为 1962 年《部分禁止核试验条约》禁止使用核脉冲空间推进技术。在对猎户座项目及其结果进行调查并审查了适用法律后,本文得出结论,1967 年《外层空间条约》中的语言可能会凌驾于《禁试协议》之上,允许非武器使用核爆炸物进行推进。随着新一轮太空竞赛的展开,以及中国等重要参与者完全不受《禁试条约》约束,脉冲核空间推进技术这一主题值得重新审视。
摘要:人们对太空探索重新产生兴趣,这导致了有关先进太空推进系统(包括高效电力推进系统)的研究力度加大。尽管这些系统几十年前就已经在太空中进行了测试,目前正应用于各种太空平台和数千颗卫星,但它们在轨道和深空应用中的潜力尚未得到充分发挥。空间电力推进的一个特点是该技术中使用的物理过程种类繁多,这在许多其他类型的运输用推进系统(例如飞机或汽车使用的推进系统)中并不常见。各种物理过程和机制是不同电力推进技术的基础,应将它们结合起来,以推动未来空间电力推进系统科学技术的发展。这篇评论文章简要强调了空间电力推进的这一特点,并概述了这种多样性带来的一些挑战和机遇。
本新闻稿中关于未来预期、计划和前景的陈述,以及任何其他关于非历史事实的陈述,可能构成《1995 年私人证券诉讼改革法》所定义的“前瞻性陈述”。这些陈述包括但不限于与预期交易开始和结束日期有关的陈述。“预期”、“相信”、“继续”、“可能”、“估计”、“期望”、“打算”、“可能”、“计划”、“潜在”、“预测”、“预计”、“应该”、“目标”、“将”、“会”等词语和类似表达旨在识别前瞻性陈述,但并非所有前瞻性陈述都包含这些识别词。由于各种重要因素,实际结果可能与此类前瞻性陈述所示的结果存在重大差异,包括:与市场条件相关的不确定性以及 Sidus Space 截至 2021 年 12 月 31 日的 10-K 表年度报告中“风险因素”部分更详细描述的其他因素,以及提交给美国证券交易委员会的其他定期报告。本新闻稿中包含的任何前瞻性陈述仅代表本新闻稿之日的观点,Sidus Space, Inc. 明确表示不承担更新任何前瞻性陈述的义务,无论是由于新信息、未来事件还是其他原因。
David R. Jovel是南部地区教育委员会和国家研究生委员会的工程和科学学位(GEM)研究生学位的国家联盟(GEM)研究生,致力于博士学位。在佐治亚理工学院航空航天工程学院的高功率电气推进实验室。他赢得了学士学位2012年在德克萨斯大学奥斯汀大学的航空航天工程中,并继续在NASA Goddard太空飞行中心,轨道ATK,Intelsat和Aersospace Corporation等组织中担任各种技术角色。他的主要研究重点是真空室对霍尔效应推进器性能和稳定性的电气设施影响的表征。其他研究兴趣包括射频离子推进器,高功率电推进设备的热管理和非平衡等离子体。
这项工作考虑了NA热管的各种功率转换入口温度(PCIT)为1100 K,1150 K和1200 K,而每种PCIT的LI热管,1100 K,1150 K,1150 K,1200 K和1400 K,并确定和分析了组合热交换器和反应器子系统的质量和压力损失。na显示出比相同几何形状的LI的总工作温度低,最大热量能力的五分之一。因此,整个基于NA的子系统最终的质量是基于LI的子系统的三倍,给出了所需的热管数五倍。在1100 K的低PCIT下,基于NA的子系统表现出最低的压力损失,因为较大的总横截面流域和相对较低的摩擦压力损失。但是,随着PCIT的增加,摩擦压力损失增加,导致1200 K PCIT的压力损失比基于LI的子系统更高。基于LI的子系统由于在此温度下的Brayton工作流体密度低,因此在1400 K PCIT处所有分析病例的压力损失最大。
二、推进系统的技术现状与问题 现阶段航天推进技术,唯一实用的推进系统是化学推进系统和电推进系统,它们都是基于质量的排出来引起动量推力。目前的推进系统广泛采用基于动量守恒定律的动量推力,由于其最大速度受气体有效排气速度与质量比的自然对数的乘积限制,其速度太慢,无法使飞船实现行星际旅行和恒星际旅行,因此一直亟待推进方式的突破。 2.1动量推力(反作用推力) 如上所述,目前除太阳帆和光帆外的各种推进系统都是基于动量守恒定律的。对于基于动量守恒定律的动量推力,其最大速度(V)受气体有效排气速度(w)与质量比的自然对数(R)的乘积限制。
特别有用,可将跳动和/或旋转驱动对模仿生物学微晶状体的微动体。开创性的例子是Dreyfus等人建造的游泳者。由一连串的杂志珠束缚在红细胞上。[25]在这里,游泳是以衍生方式诱导的精子,也就是说,通过击败支持弯曲波传播的柔性附属物。自从这一突破以来,已经制造了其他几种生物启发的磁性微晶状体,包括由定制的微型磁铁,软磁复合材料和众多体系结构制成的,其中磁性区域会使非磁性鞭毛/附属物依赖。[13,15,16,20,26–29]越来越多地,正在研究附属物对游泳性能的作用,这表明游泳速度随生物学和合成系统的长度,弹性和中风频率而变化。[15,26,28,30]此外,已经确定,生物微晶状体的集体相互作用非常依赖于耦合的鞭毛(附录)动力学和流动在亚氟lagellum长度尺度上产生的动力学。[30]这些相互作用在本质上被利用以促进性能:例如,小鼠精子形成长列火车以提高其速度。[7,10,30–33]然而,对合成系统的附属物设计的严格控制仍然是征税,当需要纳米级特征时,更是如此。通过Maier等人采用的DNA自我组装是DNA的一种特别有希望的方法。基于DNA瓷砖管束生成合成的鞭毛。[26]将这些束式水力组装成旋转的磁珠时,将水力组装成类似几微米的开瓶器样式确认,以类似于细菌的方式驱动翻译运动。尽管组装技术允许对合成鞭毛的扭曲和刚度进行精美的控制,但它们的长度受到寡聚和不受控制的影响。在这种交流中,我们以Maier等人的工作为基础。使用替代DNA自组装策略DNA折纸。此处,通过单链核苷酸的单链DNA环通过单链DNA低聚物的特定结合以构建定位的纳米级附件,以预先确定的方式折叠。[34–37]我们提出了一种调节附属物覆盖磁珠上均匀或用断裂的对称性的方法。通过时间依赖的磁场摇动这些构建体,我们发现虽然结构完全覆盖了DNA折纸,但在很大程度上表现出了
具有多轴推力矢量的纤维馈电脉冲等离子推力器 (FPPT) IEPC 2022-558 在第 37 届国际电力推进会议上发表 麻省理工学院,美国马萨诸塞州剑桥 2022 年 6 月 19 日至 23 日 Curtis A. Woodruff 1、Magdalena Parta 2、Darren M. King 3、Rodney L. Burton 4 和 David L. Carroll 5 CU Aerospace (CUA),美国伊利诺伊州香槟市 61822 摘要:CU Aerospace (CUA) 开发了同轴纤维馈电脉冲等离子推力器 (FPPT),具有多轴推力矢量能力,可为小型卫星实现高脉冲主推进任务。推进器子系统测试采用 1.7U 系统配置,配备 26 J 储能单元 (ESU),运行功率为 78 瓦 (3 Hz),平均推力为 0.60 mN,比冲为 3,500 s,效率为 13%。推进器性能随燃料进给率而变化。加速子系统寿命测试显示,电容器充电/放电循环次数超过 16 亿次,电流波形几乎相同。独立控制输入功率和推进剂进给率的能力允许调整推力水平和 Isp。迄今为止的测试表明,电磁推力矢量控制能力在俯仰和偏航轴上达到 ±10 度左右。此外,该系统还有可能提供对滚转轴的控制权。俯仰和偏航推力矢量控制性能与最近的推进器性能改进一起展示。一台总冲量为 28,000 Ns 的 1.7U FPPT 正在集成到 CUA 的 NASA 资助的双推进实验 (DUPLEX) 立方体卫星上,目前计划于 2023 年第一季度发射。FPPT 技术是一种极具吸引力的选择,可以满足许多微推进需求,包括延长轨道机动、防撞机动、深空任务、阻力补偿和脱离轨道。命名法
空间动力学实验室正在为 SmallSats 开发一种原型“绿色”混合原型推进系统。该系统基于犹他州立大学专利的高性能绿色混合推进 (HPGHP) 技术。HPGHP 利用 3D 打印丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 独特的介电击穿特性,允许重新启动、停止和重新点火。HPGHP 使用气态氧 (GOX) 作为氧化剂时工作最可靠,但当用高测试过氧化氢 (HTP) 代替时,会出现点火可靠性和延迟问题。这一缺陷是由于 HTP 的高分解能垒造成的。测试表明,氧化铝上的铂等贵金属催化剂可有效分解 90% 的单推进剂形式的 HTP,但分解释放的能量不足以可靠地点燃混合火箭。本研究报告了一种用于混合火箭的非催化热点火方法。使用气态氧预引线引发燃烧,一旦发生完全 GOX 点火,HTP 就会被引入热燃烧室。GOX/ABS 燃烧产生的残余能量会热分解 HTP 流,而游离氧可实现完全 HTP 混合燃烧。本文介绍了使用 90% HTP 和丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 和聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 作为燃料的 0.5、1.0 和 5 N 推力水平的原型系统的设计选项和测试结果。