初の固体亜鉛推進機が宇宙で成功的に点火し、衛星電気推進に新たな選択肢を提供

衛星が軌道上で初めて固体亜鉛を燃料として使用しホール効果推進機を作動させ、宇宙機設計者に新たな電気推進オプションを提供した。Muon Spaceは、推進試験専用のSERT-III衛星でこの試験を7月1日に実施した。このミッションでは、同社のStarlight推進システムを実際の軌道条件下で試験した。推進機は最初の試みでの点火に成功し、テレメトリデータは地上試験での予測と一致し、軌道追跡では宇宙機の軌道の測定可能な変化が検出された。

ホール効果推進機はキセノンを燃料として使用することで効率的な衛星推進の標準的な選択肢となっている。ほとんどのシステムはキセノンやクリプトンを使用しており、これは高圧貯蔵を必要とし、宇宙機設計の複雑さを増している。Starlightは異なるアプローチを取り、その推進剤は固体亜鉛であり、これは室温で安定しており、加圧貯蔵タンクが不要で、宇宙機の統合と地上操作を簡素化する。亜鉛は従来の貴ガス推進剤よりもコストが低く、供給源がより広範である。これらの要因は、衛星オペレーターがより大きなコンステレーションを展開する際に特に重要であり、同じシステムで複数の宇宙機を運用する際の推進ハードウェアと推進剤のコスト削減が顕著になる。

固体亜鉛推進機の利点

Muonによると、Starlightは小型および中型衛星の軌道上昇、位置保持、および制御された脱軌道をサポートできる。このシステムは、電気推進が長年直面してきた実際の課題を解決する。衛星オペレーターは効率的な推進機を必要としているが、推進ハードウェアはコンパクトな衛星の質量と統合の制限に適応しなければならない。MuonはSERT-IIIを特別に設計し、宇宙での推進システムの性能を検出する。この宇宙機は、センサーで性能を測定し、宇宙機間の相互作用、および推進機のプルームによって堆積した材料を測定する。地上試験では、さまざまなスロットルレベルと動作条件での予測される性能が確定されており、軌道試験ではこれらの結果が微小重力下でも成立するかどうかを確認する機会を提供する。

結果はこれらの予測を確認した。Muonの報告によると、推進機は点火プロセスで安定した供給を行い、亜鉛を気化した。追跡データも宇宙機が予測される推力を経験したことを確認した。エンジニアたちは同時に、宇宙機周囲の不要な亜鉛の堆積を監視した。熱電石英結晶微量天秤センサーは、推進機近くの堆積量が保守的な飛行前モデルの予測を下回ったことを検出した。この結果はエンジニアに、亜鉛が推進機を出た後の挙動を理解するためのより多くのデータを提供し、将来の宇宙機のプルームおよび汚染モデルの改良にも役立つはずである。

Muonの最高経営責任者であるJonny Dyerは、この軌道点火は電気推進の重要なマイルストーンであると述べた。彼は、同社がStarlight Propulsionを買収することを選択したのは、亜鉛が推進供給チェーンにおける長年の問題を解決できるからだと述べた。また、今回の試験では実験的なハードウェアをメインの顧客ミッションに搭載することを避け、SERT-IIIはエンジニアに推進データを収集するための専用の宇宙機を提供し、他のミッションをリスクにさらすことはなかった。

今後の開発計画

Muonは現在、飛行データをStarlightのさらなる開発に組み込むことを計画している。エンジニアたちはシステムの信頼性、製造、およびプルーム管理に焦点を当て、システム量産段階に進める予定である。同社は、現在の世代の推進機が2026年末までに顧客衛星に到達すると予想している。Muonはまた、より大きな第2世代のシステムを開発しており、第2世代の軌道試験を2027年第1四半期に計画している。このバージョンは、より大型の衛星を対象としており、亜鉛ベースのホール推進をより大きな衛星市場に拡大する可能性がある。

もし予定されている試験が初期の結果を確認すれば、固体金属推進剤はより多くの商業衛星の実用的な代替選択肢となる可能性がある。

固体亜鉛推進技術のポテンシャルと課題

固体亜鉛推進機の成功した試験は、特にコスト削減と設計の簡素化において、宇宙推進技術における重要な進歩を意味する。従来の推進システムは高圧ガスを頼りにしており、宇宙機の複雑さを増しているが、固体亜鉛の使用はこの課題を軽減するのに役立つ。さらに、この推進方法は小型および中型衛星への応用において良好なポテンシャルを示しており、今後の開発計画はさらなる商業化を推進するだろう。しかし、実際の応用では推進機の信頼性とプルーム管理の問題を解決する必要があり、さまざまな任務における有効性を確保する必要がある。