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FP7

µFCU — Risultato in breve

Project ID: 284100
Finanziato nell'ambito di: FP7-SPACE
Paese: Germania

Verso lo spazio esterno riducendo dimensioni e costi

La miniaturizzazione è sempre stata un problema nella tecnologia spaziale, poiché la riduzione del peso è sempre ricercata. Una nuova unità di controllo del flusso miniaturizzata per i gas nobili come lo xeno produce una propulsione elettrica per le missioni più piccole.
Verso lo spazio esterno riducendo dimensioni e costi
Si prevede che i sistemi di propulsione elettrica giochino un ruolo sempre più importante per la futura esplorazione planetaria e per i satelliti in orbita terrestre bassa, sia commerciali che militari. Questi sistemi richiedono molto meno propellente per produrre lo stesso aumento di velocità del veicolo spaziale. Il propellente viene espulso fino a 20 volte più velocemente rispetto ai propulsori chimici.

Perciò, mentre i propulsori chimici possono emettere grandi quantità di propellente, i motori elettrici funzionano con flussi molto piccoli, in modo da spingere il veicolo spaziale molto delicatamente. Il flusso controllato di propellente a bassa pressione proveniente dal serbatoio a pressione elevata è ottenuto mediante una combinazione di dispositivi di controllo della pressione del flusso. Il progetto µFCU ("Miniaturised flow control unit"), finanziato dal 7° PQ, ha proposto una unità di controllo del flusso idonea per sistemi di micropulsione elettrica.

I partner del progetto µFCU hanno fornito i componenti che sono stati sviluppati in Europa per applicazioni terrestri nell'industria della medicina o in quella chimica. Un vantaggio dell'uso delle tecnologie esistenti era rappresentato da una significativa riduzione dei costi e del tempo per la progettazione dell'unità di controllo del flusso miniaturizzata. Rispetto ai loro concorrenti provenienti dagli Stati Uniti, questi componenti hanno mostrato prestazioni almeno uguali o persino superiori.

I gas nobili, e in particolare lo xeno, sono i propellenti raccomandati per i sistemi di propulsione elettrica, poiché non sono corrosivi. Il sistema µFCU è stato progettato per adattarsi agli esistenti sistemi di propulsione elettrica senza modificare il loro concetto complessivo di funzionamento.

La massa totale del sistema µFCU è inferiore a 60 g, in confronto ai circa 400 g delle tecnologie esistenti. Il sistema µFCU copre una vasta gamma di temperature, da -40° C a +110° C e sopporta una pressione elevata del flusso in ingresso, fino a 4 volte superiore alla pressione nominale di 2,2 bar.

La progettazione del sistema µFCU è stata guidata dalle esigenze dei clienti che hanno supportato il progetto definendo le missioni spaziali di riferimento. D'altro canto, il consorzio di partner del progetto provenienti da diversi paesi europei ha aiutato l'industria spaziale europea a ottenere una posizione di vantaggio nei sistemi spaziali di controllo fluidico dei gas.

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Keywords

Tecnologia spaziale, unità controllo flusso, gas nobile, xeno, propulsione elettrica, bassa orbita terrestre, satellite, propellente, valvola