نام پژوهشگر: فرشید ترابی
فرشید ترابی حامد هاشمی مهنه
رانشگر گرمایش مایکروویو(microwave electro-thermal thruster) یکی از رانشگرهای الکتریکی نوپا در عرصۀ پیشرانش فضایی است که برای مأموریتهای طولانیمدت با نیروی رانش پایین، نظیر مانور انتقال مداری و سفرهای بین سیارهای کاربرد داشته و به دلیل برخی ویژگیهای منحصر به فرد، نظیر راندمان الکتریکی بالا، عمر عملیاتی بیشتر نسبت به رانشگرهای گرمایشی دیگر و ساختار نسبتاً سادهتر در مقایسه با رانشگرهای یونی، در دهۀ اخیر مورد توجه قرار گرفته است. این رانشگر با استفاده از امواج مایکروویو و بر اساس پدیدۀ تشدید، دمای مولکولهای پیشران را تا حد یونیزه شدن و تشکیل پلاسما بالا برده و با ایجاد یک مخلوط گازی داغ و خروج آن از یک نازل ترمودینامیکی، ایجاد نیروی رانش میکند. هدف این پژوهش، طراحی سیستمی رانشگر گرمایش مایکروویو برای انجام یک مأموریت فضایی با رویکرد بهینهسازی طراحی چند موضوعی(mdo) است که بدین منظور از الگوریتم ژنتیکِ مرتبسازی نامغلوب و نخبهگرا(nsga-ii)، به عنوان ابزار بهینهسازی استفاده شده است. الگوریتم، پس از پیادهسازی و صحهگذاری بر روی چند مسئلۀ نمونۀ بهینهسازی، در جهت یافتن طرحهای مفهومی موجه و بهینه برای انجام یک مأموریت انتقال مداری در leo مورد استفاده قرار گرفته است. در روند بهینهسازی، پارامترهای زمان مأموریت، جنس پیشران، نوع باتری، نوع آرایۀ خورشیدی، فرکانس تشدید، ابعاد محفظۀ تشدید و کسر جرمی محموله به عنوان متغیرهای تصمیم و کمینه کردن جرم رانشگر، ضریب کیفیت محفظۀ تشدید و زمان مأموریت و همچنین بیشینه کردن ضریب تخلیۀ نازل ترمودینامیکی، به عنوان اهداف طراحی در نظر گرفته شدند. نتایج بهینهسازی نشان میدهند که با توجه به ماهیت متضاد اهداف طراحی، دستیابی به نقطۀ بهینۀ مطلق برای همۀ اهداف، به صورت همزمان امکانپذیر نبوده اما الگوریتم با رویکرد مصالحۀ منصفانه بین اهداف، مجموعهای از طرحهای سیستمی را ارائه میدهد که هر یک از آنها، ضمن برآورده کردن تمامی الزامات طراحی، از نظر برخی اهداف در نقطۀ بهینه و از نظر برخی اهداف در سطح متوسط اما موجه قرار دارند.