轨道燃料计原型
液体在太空中的表现不如在地球上。在航天器内部，微重力允许液体自由晃动和漂浮。这种行为使卫星中的燃料量难以确定，但新的原型燃料计可以提供解决方案。该仪表可以根据其电气特性以数字方式重新创建流体的 3D 形状。该设计可能会为卫星运营商提供可靠的测量结果，有助于防止卫星碰撞并使它们保持更长时间的运行。
让卫星的油箱干涸可能会使它在没有燃料的情况下滞留在原来的轨道上，以避免撞击其他卫星并产生危险的碎片云。为了减少碰撞的可能性，运营商节省最后几滴燃料，以将卫星喷射到距离正常运行的航天器数百公里的墓地轨道。然而，他们可能会在此过程中浪费燃料。
几十年来，测量太空燃料一直不是一门精确的科学。最常依赖的方法之一是估算每次推力燃烧的燃料量，然后从油箱中的燃料量中减去该量。当油箱接近满时，这种方法在开始时非常准确，但每次估计的误差都会持续到下一次，每次推力都会加剧。当油箱变低时，估计变得更像是粗略的猜测，可能会错过多达 10% 的标记。如果没有可靠的测量结果，运营商可能会将燃料仍在油箱中的卫星发送到提前退役，这可能会留下大量资金。
新仪表的概念利用了一种称为电容体积断层扫描 (ECVT) 的低成本 3D 成像技术。与 CT 扫描仪一样，ECVT 可以通过在不同角度进行测量来近似物体的形状。但电极不是发射 X 射线，而是发射电场并测量物体存储电荷或电容的能力。
研究人员使用称为软光刻的工艺生产传感器电极，在该工艺中，他们在带有柔性塑料背衬的铜板上印刷油墨图案。然后，一种腐蚀性化学物质将裸露的铜切掉，留下所需的金属条。该团队在一个蛋形容器的内部排列了一个以美国宇航局的一个燃料箱为模型的带有柔性传感器的容器。在整个罐的内部，每个传感器发出的电场都可以被其他传感器接收。但是这些场最终传输了多少取决于罐内任何材料的电容。
为了测试新系统在太空中的燃料计量能力可能是什么样子，研究人员将一个充满液体的气球悬浮在油箱中，模拟微重力下的液滴。
许多通常用于推动卫星和航天器的液体，例如液氢和联氨，在地球富氧大气中高度易燃，因此研究人员选择测试更稳定的物质。他们用传热流体填充气球——通常用于在工业过程中储存或消散热能——因为它非常模仿太空燃料的电气特性。
研究人员激活了该系统并将电容数据输入计算机，该计算机生成了一系列二维图像，绘制了整个储罐长度上的流体位置。编译后，这些图像产生了气球的 3D 再现，其直径与实际气球的直径相差不到 6%。
传感器