Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
https://www.bsuir.by/

Белорусский университет предлагает техническое и научное сотрудничество в области разработки и апробации электростатических коллоидных микродвигателей для малых космических аппаратов формата CubeSat

СТРАНА ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Беларусь

ИДЕНТИФИКАТОР

TO3043

ОПУБЛИКОВАНО

2020-11-27

ПОСЛЕДНЕЕ ОБНОВЛЕНИЕ

2021-02-22

СРОК ДЕЙСТВИЯ

2022-01-15
Ответственный (контактное лицо)
Кукушкина Наталия
science@bsuir.by
Аннотация
Белорусский университет разработал электростатический коллоидный микродвигатель для малых космических аппаратов формата CubeSat с применением технологии микроэлектромеханических систем. Он заинтересован в техническом и научно-исследовательском сотрудничестве с промышленными и научными партнерами в области совместной разработки и апробации систем перемещения и позиционирования малых космических аппаратов. Потенциальными партнерами могут быть научные организации, университеты, частные компании.
Описание
Малые космические аппараты формата CubeSat становятся все более востребованным типом космических аппаратов, которые могут использоваться для исследования космического пространства, атмосферы и поверхности Земли, связи и коммуникации, разработки и демонстрации технологий, связанных с аэрокосмической техникой, исследования других небесных объектов. По сведениям NanosatelliteandCubeSatDatabase, количество выведенных на околоземную орбиту нано- и пикоспутников с каждым годом увеличивается экспоненциально и в третьем квартале 2020 г. составило уже больше 1200 единиц. Однако только 6,1% наноспутников оснащено двигателями, что обусловлено отсутствием надежных универсальных устройств с оптимальным соотношением массы, тяги и формируемого импульса. В настоящее время разработаны реактивные микродвигатели на холодном газе, химические, ионные, холловские, плазменные, терморезистивные и электростатические.

В университете разработан электростатический коллоидный микродвигатель для наноспутников, в котором в качестве рабочего тела используется ионная жидкость, обеспечивающий тягу до 0,2 мН при величине полного импульса 1000 Н*с. Потребляемая мощность составляет 15 Вт, а габариты микродвигателя не превышают размерность одного базового блока формата CubeSat 1U и составляют 100х100х90 мм.

Преимуществом разработки является использование технологий микроэлектромеханических систем (МЭМС-технологий) для создания основных элементов электростатического коллоидного микродвигателя, что позволяет снизить требования к точности механической обработки, прочности и вязкости используемых конструкционных материалов и, как следствие, добиться аналогичных конкурентным разработкам параметров при снижении стоимости изготовления и материалов.
Габариты разработанного образца микродвигателя обеспечивают возможность его установки на микроспутники CubeSat размерностью от 3U до 9U.
Низкое потребление мощности за счет использования эффективного электростатического принципа формирования реактивной тяги позволяет уменьшить нагрузку на бортовую сеть электропитания микроспутника.
Электростатический принцип работы микродвигателя, в отличие от твердотопливных или жидкостных реактивных двигателей, позволяет более точно контролировать создаваемый им импульс и многократно перезапускать его в течение жизненного цикла микроспутника.
Создаваемая тяга и удельный импульс позволяют поддерживать орбиту микроспутника размерностью 3U высотой 300 км в течение 3..4 лет.
По своим характеристикам образец микродвигателя сопоставим со схожими разработками компаний Accion Systems (США), Busek (США) и Inpulsion (Австрия), но имеет технологические преимущества, связанные с использованием МЭМС-технологий для изготовления.

Предложение направлено на установление технического сотрудничества с промышленными партнерами для проведения совместных работ по опытной эксплуатаций электростатического коллоидного микродвигателя для последующего использования в малых космических аппаратах.

Для реализации совместных научных и технических разработок в области электростатитических систем перемещения малых космических аппаратов, направленных на совершенствование разработанной технологии и/или создание устройств с требуемыми параметрами, возможно сотрудничество с промышленным партнером в рамках технического или научно-исследовательского соглашения.

С научными партнерами предполагается проведение совместных научных разработок новых технологии для использования в микродвигателях систем перемещения малых космических аппаратов.

В качестве партнеров рассматриваются университеты, научно-исследовательские организации, частные компании.
Преимущества и инновации
Основным преимуществом предлагаемой конструкции электростатического коллоидного микродвигателя является использования изготовленных из кварца и монокристаллического кремния при помощи МЭМС-технологий (фотолитография, (плазмо)химическое травление) эмиттера и экстрактора - основных элементов микродвигателя, отвечающих за формирование факела топлива для создания реактивной тяги.
Используемые материалы и МЭМС-технологии позволяют снизить стоимость микродвигателя по сравнению с аналогами, в которых для изготовления аналогичных по назначению элементов – эмиттера и экстрактора – используют сложные в обработке склонные к наклепу твердые жаропрочные сплавы, такие как инконель, а требуемая точность обработки 1..10 мкм достигается за счет использования дорогостоящих высокоточных станков для фрезерования и резки.
Стадия разработки
Доступен прототип для демонстрации (TRL7)
Комментарий для стадии разработки
Создан экспериментальный образец электростатического коллоидного микродвигателя и проведены его лабораторные испытания.
Источник финансирования
Бюджетные средства
Состояние прав на ОИС
Подана заявка на патент, но патент еще не получен
Комментарий для прав на ОИС
Исключительные права на объект интеллектуальной собственности (изобретение) принадлежат Белорусскому государственному университету информатики и радиоэлектроники.
Секторальная группа (Классификатор)
Аэронавтика, космос и технологии двойного назначения

Информация о клиенте

Тип и размер клиента
Университет
Год основания
1964
Слова NACE
C.26.11 - Производство электронных деталей
C.26.51 - Производство инструментов и приборов для измерения, тестирования и навигации
M.72.19 - Прочие исследования и разработки в области естественных наук и инженерии
M.74.90 - Прочая профессиональная, научная и техническая деятельность, не включенная в другие категории
Годовой оборот (в евро)
1-10 млн
Опыт международного сотрудничества
Есть
Дополнительная информация
Основные направления научно-исследовательской деятельности Белорусского университета, основанного в 1964 году: микроэлектроника и нанотехнологии, электромагнитная совместимость, СВЧ технологии, защита информации и речевые технологии, информационные технологии, телекоммуникация. Университет имеет более 300 патентов на изобретения и сотрудничает с партнерами из более чем 70 стран мира.
Языки общения
Английский
Русский

Информация о сотрудничестве

Тип сотрудничества
Соглашение о научном сотрудничестве
Соглашение о техническом сотрудничестве
Тип и функции искомого партнера
Промышленный партнер в рамках соглашения о техническом сотрудничестве для проведения работ по опытной эксплуатаций электростатического коллоидного микродвигателя. От партнера требуется оборудование и опыт для проведения наземной опытной эксплуатации и возможность испытаний образцов микродвигателей в условия низкой околоземной орбиты.

Промышленный партнер в рамках соглашения о научном сотрудничестве или соглашения о техническом сотрудничестве для совершенствования разработанной технологии изготовления и конструкции микродвигателя и/или создания устройств с требуемыми параметрами. От партнера требуется наличие технологий прецизионной механической обработки, в том числе твердых материалов, изготовления микропористых сред, высокоточной 3D печати, опыт моделирования и конструирования электростатических и капиллярных систем.

Научный партнер в рамках соглашения о научном сотрудничестве для разработки новых технологии для использования в микродвигателях систем перемещения малых космических аппаратов. От партнера требуется опыт моделирования газо- и термодинамических процессов, конструирования электростатических и капиллярных систем.
Тип и размер искомого партнера
251-500
МСП 51-250
МСП 11-50
МСП <= 10
Научная организация
Университет
Целевые страны
Украина
Китай
Индия
Австрия
Бельгия
Венгрия
Германия
Дания
Испания
Италия
Латвия
Литва
Польша
Россия
Азербайджан
Армения
Казахстан
Узбекистан

Приложения

Количество уникальных просмотров в одной сессии: 63
Статистика ведется с 15.01.2021 14:09:24