普渡大学研究生凯瑟琳·福维和博士后研究员安东尼·科弗正在研究一种新的微型卫星微推进系统，称为立方体卫星。图片来源:普渡大学图片/Erin Easterling
一种新型的微型卫星用于微型卫星，称为Cubeesats的微小喷嘴的创新设计，释放了水蒸气的精确爆裂，以操纵航天器。
低成本“微卫星”和“纳米卫星”远小于传统航天器，变得越来越普遍。可以推出成千上万的微型卫星，以便从高分辨率的成像和互联网服务，灾害，环境监测和军事监测中执行各种任务。
“他们为新任务提供了一个机会，例如星座飞行和探索，他们的较大的对应物不能经济地实现，”普渡大学航空航天学院教授alinaAlexeenko说。
然而，为了实现他们的全部潜力，CubeSats将需要微潜在装置，为科学，商业和军事空间应用提供精确的低推力“脉冲位”。
她领导了研究开发了一种新的微生物系统，这些系统采用超纯净的水。
“普里被认为对火星月亮的Phobos充裕，”她说，“这是一个巨大的气体站在太空中。水也是一种非常干净的推进剂，减少了通过推进器羽毛的回流污染敏感仪器的风险。“
关于新系统的研究结果详述了在犹他州洛根洛根5-10的第31届AIAA / USU会议期间提出的纸质。有关该工作的YouTube视频可供选择https://youtu.be/zp72l08yd3q.。
新系统被称为薄膜蒸发MEMS可调阵列，或FEMTA推进器，使用足够小的毛细血管来利用水的微观特性。由于毛细血管的直径只有10微米左右，液体的表面张力使其无法流出，即使是在真空的太空中。激活位于毛细血管末端附近的小加热器会产生水蒸气并提供推力。这样，毛细血管就变成了阀门，可以通过激活加热器来开启和关闭。该技术类似于喷墨打印机，使用加热器将墨滴挤出。
研究论文由研究生凯瑟琳福利撰写撰写型;本科生Steven Pugia，Ryan Clay，Matthew Fuehne和Margaret Linker;博士后研究助人安东尼·援助;和亚历谢斯齐
“本科生在这样的高级研究中具有如此突出的角色是非常不寻常的，”阿列克雅哥说。
学生们作为推进设计课程的一部分进行了研究。
CubeSats由几个单位组成，每个单位测量10厘米立方体。在PURDUE研究中，将大约一茶匙水装载的四个飞船推进器集成到一个单位立方体原型并在真空中进行测试。原型，重量为2.8千克，或约6磅，含有电子设备和惯性测量单元传感器，以监测推进器系统的性能，其使用短寿命的水蒸气旋转卫星。
典型的卫星是校车的大小，重量数千磅，有时花费数亿美元。虽然常规卫星需要可以承受苛刻的空间条件的专用电子设备，但是立方体可以用低成本，搁板的组件构建。可能会推出许多便宜的一次性卫星的星座，最大限度地减少失去个体卫星的影响。
然而，在微营养系统中需要改进以动员和精确地控制卫星。
“微生地技术有很大的改进，但与小型航天器整合，群众，体积和力量的进一步减少，”Alexeenko说。
FEMTA技术是微机电系统，或MEMS，它们是含有在微米等级测量的部件的微小机器，或百万分钟。推进器显示出每瓦特230微金属的推力与功率比，用于持续80秒的冲动。
“这是一个非常低的力量，”Alexeenko说。“我们证明了一个180度旋转可以在不到一分钟内进行，并且需要小于四分之一瓦特，表明Femta是用于立方体的姿态控制的可行方法。”
Femta推进器是使用工业中常见的纳米制造技术在硅晶片上制造的微观喷嘴。该模型在Purdue的高真空设施的大型真空室中进行了测试。
虽然研究人员使用了四个推进器，但允许卫星在单轴上旋转，但是一个全功能的卫星将需要12个推进器，用于3轴旋转。
该团队建立了具有廉价，商业上可获得的设备的系统，这些设备是“物联网”的一种新兴现象，其中许多日常物品如家电和汽车都有自己的互联网地址。
“这些本科生纳入了所有物联网技术，坦率地说，他们比我更了解，”她说。
惯性测量单元处理10种不同类型的测量来操纵和控制卫星。板载计算机无线接收信号以射击推进器并使用该IMU芯片传输运动数据。
“我们真正想要做的是，我们的系统将我们的系统集成到一个实际的空间使命的卫星中，”她说。
该研究涉及通过空间机构的Smallsat技术伙伴计划与NASA的戈达德太空飞行中心合作，自2013年概念成立以来提供了关键资金。
通过Purdue研究基金会的技术商业化办公室提交了该概念的专利申请。系统的喷嘴在SCIFRES中制造
Purdue Discovery Park中Birck纳米技术中心的纳米制作实验室。
提交：航空航天+防御
