Trong những năm gần đây, chúng ta đã tiếp cận và nghiên cứu các tiểu hành tinh gần Trái Đất (near-Earth asteroids hay NEAs) như Ryugu và Didymos-Dimorphos thông qua các sứ mệnh Hayabusa2 và DART. Với việc có đến hơn 37,000 thiên thể thuộc lớp NEA, các vệ tinh nhỏ gọn và linh động của chương trình CubeSat có nhiều tiềm năng được ứng dụng cho các chương trình khám phá trong tương lai.
Nhằm giải quyết hạn chế về tải trọng và dung tích hệ thống đẩy của các CubeSat, tiến sĩ Alessandro Quarta tại Đại học Pisa đề xuất quỹ đạo bay nhật tâm và một số cấu hình động cơ đẩy ion khác nhau. Đa số NEA có quỹ đạo hình elip – tức là chúng sẽ giao với mặt phẳng hoàng đạo hai lần trong mỗi chu kỳ tại điểm nút (nodal point). Thay vì sử dụng nhiên liệu để vệ tinh đuổi theo NEA, ta có thể để chúng gặp nhau tại điểm nút – điều này đòi hỏi sử dụng công nghệ động cơ đẩy ion.
Trọng tâm của nghiên cứu là động cơ BIT-3 RF chạy bằng iodine của công ty Busek (Massachusetts). Theo ước tính, tải trọng (payload) gồm cảm biến tiểu hành tinh sẽ có khối lượng 4kg. Đồng thời, 40% tổng khối lượng vệ tinh là dành cho hệ thống năng lượng và điều khiển. Sử dụng các thuật toán tối ưu hoá, tác giả xác định 18,644 trong hơn 37,000 NEA có quỹ đạo giao với quỹ đạo nhật tâm của CubeSat. Trong đó, 1,870 vật thể có cả nút lên (ascending node) và nút xuống (descending node) tương tự một vệ tinh nhân tạo.
Tiến sĩ Quarta đã phân tích cụ thể tiểu hành tinh 1685 Toro: Sử dụng ba động cơ ion có thể mất khoảng 150 ngày để đạt đến “điểm hẹn”, trong khi chỉ tiêu tốn khoảng 8% khối lượng nhiên liệu (so với tổng khối lượng CubeSat).
Các phương án quỹ đạo mới này có thể giúp nghiên cứu hàng nghìn tiểu hành tinh, từ đó nâng cao hiểu biết của chúng ta về hệ Mặt Trời thời kỳ sơ khai.
Nguồn: https://phys.org/…/2025-05-cubesat-propulsion-earth…
Tổng hợp: Khoa Lê