Descripció del projecte
El projecte de recerca consistirà en el desenvolupament i testeig del Plugim, un propulsor a electroesprai. El projecte s’enfocarà des de l’òptica de l’enginyeria de sistemes per tal d’analitzar les decisions de disseny des d’una òptica global i les conseqüències que tenen tant des del punt de vista tècnic com comercial. En aquest cas, el propulsor es basa en la física dels electroesprais, on la diferència de potencial entre dos elèctrodes permet crear, carregar electricament i accelerar un flux de partícules.
Especificament, el candidat serà responsable de:
– El disseny i anàlisi del sistema de pressurització i control del combustible: On serà crític discutir els possibles sistemes de pressurització del propel·lent iònic i les conseqüències que tenen en el sistema propulsiu en general. També serà necessari determinar el propel·lent iònic en particular.
– La integració de la Unitat de Processament de Potència (PPU, Power Processing Unit). Els propulsors a electroesprai requereixen d’una font d’alt voltatge que opera tant a polaritats negatives com positives. Integrar elements amb potencials elèctrics alts presenta uns problemes tècnics interessants especialment com és el cas de fer-ho en espais reduïts i amb alternança de polaritat. A més a més, el voltatge subministrat s’ha d’equilibrar per a garantir que el microsatèl·lit no es carregui elèctricament. Una pregunta científica crítica a resoldre és com afecta el voltatge subministrat a la operació del sistema, mentre que Xiroi té resultats específics, no és clara dins la comunitat científica el comportament global dels electroesprais quan s’usen com a propulsors. En paral·lel i lligat al sistema de control de combustible, s’ha d’analitzar la freqüència de canvi de polarització per evitar degradació electroquímica.
– Disseny i testeig del xip propulsiu. Finalment, Plugim es basa en tecnologia de MEMS per fabricar els emissors i extractors de les fonts d’electroesprai (que son els components que permeten crear el flux de partícules expulsades a alta velocitat). Mentre que Xiroi ja té un prototip operacional bàsic, el candidat serà responsable d’evolucionar-lo per tal de millorar-ne les capacitats propulsives i facilitar-ne la fabricació. Per tant, s’haurà de fer una optimització per tal de trobar un compromís entre el rendiment i l’escalabilitat de la manufactura.
Un cop completades les tasques esmentades, el candidat haurà d’integrar totes les parts del Plugim. Addicionalment i com a part necessària de la recerca, el candidat també es centrarà en la planificació, disseny, i implementació del laboratori i la campanya de proves.
