Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

COMOTI valorifică potențialul hidrogenului ca sursă de energie verde în dezvoltarea sistemelor de propulsie pentru aplicații spațiale

26 Mai 2021



Tendinţele accentuate în ultima perioadă pentru ecologizare, inclusiv în domeniul aerospaţial, au condus spre aprofundarea studiului combustibililor obţinuţi din apă, cea mai ecologică sursă existentă. Prin descompunerea apei în constituenţi, se obţine atât de căutatul hidrogen (H2), dar şi oxigenul (O2), care reprezintă mediul ideal de combustie. Prin combustia celor două se obţine din nou apa, sub formă gazoasă şi, de obicei, la temperatură foarte mare, peste 2000°C, fluid de lucru extraordinar în domeniul propulsiei aerospaţiale. Practic, prin acest ciclu al apei, se pot obţine forţele de propulsie dorite fără a se genera produşi poluatori de tipul oxizilor de azot, monoxidului şi dioxidului de carbon etc. INCD Turbomotoare COMOTI se aliniază contextului ecologic actual și reușește în proiecte cu Agenția Spațială Europeană (ESA) și Agenția Spațială Română (ROSA) să integreze hidrogenul provenit din electroliza apei în dezvoltarea de sisteme de propulsie pentru aplicaţii spaţiale. Totodată, experiența acumulată va permite COMOTI diversificarea temelor și gamei de soluții legate de utilizarea hidrogenului în aplicații din domenii foarte diverse.

Procesul de electorliză este foarte cunoscut şi aplicat în multe industrii şi, aşa cum este propus la scară largă în noile strategii europene şi mondiale, promite revoluţionarea sectoarelor industriale şi a transporturilor deoarece, cuplat la surse de energie electrică regenerabile (turbine eoliene, panouri fotovoltaice etc.), promite decarbonizarea totală a întregurilor cicluri de generare a energiei. În domeniul spaţial, electroliza este deja utilizată de decenii bune, de exmplu pe Staţia Orbitală Internaţională pentru generarea oxigenului necesar creării atmosferei respirabile pentru personalul de bord.

Aplicaţia vizată
Dat fiind faptul că numărul sateliţilor de mici dimensiuni este într-o creştere extraordinară (vezi StarLink de exemplu), consumurile lor energetice devin importante şi se doreşte ecologizarea lor. Mulţi dintre aceşti nano-sateliţi, unii sub formă de „cubesat”, nici măcar nu au propulsie, ceea ce îi transformă destul de rapid în deşeuri spaţiale ce orbitează în jurul Pământului, reprezentând deja un pericol pentru lansări sau alte aplicaţii spaţiale. Sateliţii care au totuşi propulsie, folosesc în general drept combustibili compuşi pe bază de hidrazină, extrem de toxică, sau kerosen, hidrocarbură clasică cu conţinut foarte mare de carbon. Implementarea unor soluţii cu combustibil hidrogen este cerută acum şi de Agenţia Spaţială Europeană (ESA) şi de alte agenţii spaţiale precum cea americană (NASA) sau cea japoneză (JAXA). Problema tehnică este reprezentată de valorile mici de tracţiune necesare, cca. 1N, dar şi de eficientizarea soluţiilor, adică mărirea performanţelor unor astfel de soluţii în vederea reducerii consumului şi, implicit, mărirea duratei de viaţă a acestor sateliţi de mici dimensiuni.



Contribuţia COMOTI
COMOTI a dezvoltat şi experimentat în cadrul unor proiecte finanţate de ESA şi ROSA (Agenţia Spaţială Română) un propulsor cu tracţiunea nominală de 1N, capabil să funcţioneze cu hidrogen gazos şi oxigen gazos (GH2 + GO2) prezumtivi proveniţi din electroliza apei. În proiectul ELLySSA, finanţat de ROSA, a fost studiat şi electrolizorul ce poate fi integrat pe un satelit tip cubesat în colaborare cu colegii de la ICSI Râmnicu Vâlcea. În proiectul GREENTH, finanţat de ESA, a fost realizată o instalaţie de testare pentru astfel de micropropulsoare, instalaţie ce permite teste relevante atât la presiune atmosferică, cât şi în vid, simulând astfel condiţiile de pe orbitele de evoluţie ale sateliţilor.


Propulsorul de mici dimensiuni a reprezentat o provocare şi pentru secția de microproducţie deoarece reperele au fost de dimensiuni foarte mici şi precise (diametrul crtitic al ajutajului profilat pentru forţă de propulsie maximă are sub 1mm), utilizând materiale speciale, inclusiv superaliaje bază nichel.


Programul de testare a fost deosebit de cuprinzător şi s-a concretizat cu validarea analizelor teoretice privind atât combustia GH2 + GO2, cât şi din punct de vedere al performanţelor de propulsie.
Au fost realizate teste în regim pulsatoriu, pentru identificarea timpilor minimi de reacţie a propulsorului, necesari în general pentru corecţii de atitudine a sateliţilor, dar şi regimuri continuue, necesare în general pentru corecţii de orbită sau chiar deorbitare pentru a evita crearea de deşeuri spaţiale.
Rezultatele obţinute au permis participarea la o multitudine de conferinţe din domeniul aerospaţial, dintre care menţionăm aici: CEAS Aerospace Europe Conference 2017, 11th European Cubesat Symposium 2019, 7th INTERNATIONAL SPACE PROPULSION CONFERENCE 2021
Se doreşte continuarea cercetărilor în colaborare cu dezvoltatorii de platforme satelitare, soluţia de propulsie fiind deosebit de interesantă pentru aceştia. Mai mult, interesul menţionat al agenţiilor spaţiale de renume ne dă speranţa lansării unor apeluri de proiecte pe tema utilizării hidrogenului provenit din electroliza apei, apeluri la care vor fi depuse proiecte continuatoare ale celor două deja implementate.
Nu în ultimul rând, este de menţionat implicarea tinerilor cercetători care şi-au extins cunoştinţele acumulate în cadrul studiilor universitare şi post-universitare în domeniul propulsiei aerospaţiale şi în cadrul programelor de cercetare naţionale, trecând de la combustibili clasici de tipul kerosenului, la cei alternativi pe bază de hidrocarburi şi apoi la hidrogen ce promite decarbonizarea totală a multor domenii consumatoare de energie.

Concluzie
Experienţa acumulată prin desfăşurarea cercetărilor prezentate, împreună cu alte cercetări realizate în domeniul hidrogenului ca sursă deenergie verde, permite specialiştilor din COMOTI abordarea problemelor legate de utilizarea hidrogenului laaproape orice scară.n



Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite