در ساخت نانوكاتاليست بر پايه مونوليت و فوم، يك روش جهت تجزيه هيدرازين مايع با استفاده از يك نانوكاتاليست متشكل از يك فلز فعال نظير ايرديوم، روتنيوم، نيكل، كبالت و يا مخلوط آنها و يك پايه كاتاليستي متخلخل معرفي شده است. پايه بكار رفته شامل فوم و مونوليت مي¬باشد. روش بكارفته در ساخت كاتاليست¬ها روش تلقيح متوالي همراه باعمليات كلسيناسيون و احيا مي¬باشد. مشكل فني در فرايند تجزيه هيدرازين گراديان دما و فشار بالاي ايجاد شده در كاتاليست در طي تجزيه پيشرانه به گونه‌هاي گازي نظير نيتروژن و هيدروژن مي باشد كه اين امر اغلب، منتهي به خرد شدن كاتاليست و مسدود شدن مسير و افت فشار ناخواسته در طول بستر كاتاليست مي¬گردد. از اين رو در اين اختراع سعي شده با استفاده از ساختارهاي يكپارچه كاتاليستي با سطح خارجي در دسترس بيشتر نظير مونوليت و فوم و از طريق فراهم كردن مسيري براي نفوذ واكنش دهنده¬ها به درون حفره¬ها و خروج فرآورده¬ها از درون آنها و نيز كنترل شوك پذيري در برابر تنش¬هاي حرارتي بر اين مشكل فائق آمد.

هيچ ماهواره و يا وسيله نقليه فضايي بدون وجود سامانه‌اي براي به حركت درآوردن يا تغيير جهت و راستاي خود قادر به انجام مأموريتهاي محوله براي مدت زمان طولاني نخواهد بود. رانشگرهاي تك‌پيشرانه عملگرهايي هستند كه مي‌توان با نصب آن‌ها‌ در يك سامانه، فرآيند كنترل وضعيت يا حفظ موقعيت ماهواره را فراهم ساخت. موضوع اين اختراع، طراحي، ساخت و آزمون يك رانشگر تك‌پيشرانه هيدرازيني مي‌باشد. تمام اجزاي مختلف رانشگر به صورت كاملاً بومي طراحي و ساخته شده است. همچنين نانوكاتاليست ساخته شده بر خلاف كاتاليست‌هاي تجاري مورد استفاده در رانشگرهاي فضايي كه از شركتي غير از تيم سازنده رانشگر تامين مي‌شود، توسط تيم سازنده رانشگر، طراحي و ساخته شده است. در ساخت اين نانوكاتاليست، برخلاف استفاده از دو فاز فعال مانند نيكل- ايريديم در كاتاليست‌هاي رايج، از يك نوع فاز فعال (ايريديم) جهت كاهش گزينش پذيري به هيدروژن استفاده شده است كه مقاومت مكانيكي و حرارتي بالا و عمر مفيد طولاني را فراهم ساخته است. با تامين يك سامانه پيشرانش هيدرازيني، استفاده از يك يا چند عدد از اين رانشگر در اين سامانه و همچنين نصب مناسب رانشگر (رانشگرها) بر روي بدنه ماهواره، مي توان به انجام ماموريت كنترل وضعيت يا حفظ موقعيت يك ماهواره پرداخت.

استفاده از يك بستر آزمون گر كاتاليستي تك پيشرانه به منظور مطالعه، بررسي و تحليل تجربي مكانيزم تجزيه پيشرانه هيدرازين يكي از مهم ترين گام هاي توسعه فناوري رانشگرهاي فضايي مي باشد. در اين پروژه يك بستر آزمون گر كاتاليستي تك پيشرانه هيدرازين (N2H4) طراحي، ساخته و آزمايش شده است كه از قابليت كنترل دقيق جريان پيشرانه ورودي به بستر و همچنين نحوه پاشش مناسب آن بر روي كاتاليست برخوردار مي باشد. در آزمون گرهاي تك‌پيشرانه يك سيال پرانرژي توسط يك شير سلونوئيدي و انژكتور به درون محفظه واكنش تزريق مي گردد و در آنجا به وسيله يك بستر كاتاليستي طي فرآيندي گرماده تجزيه مي‌شود. در طرح فعلي نانوكاتاليست هاي مورد نياز به منظور تجزيه‌ي پيشرانه (هيدرازين) توليد و آزمايش شد. كاتاليست توليد شده نرخ واكنش بسيار بالايي را فراهم مي‌سازد و از مقاومت مكانيكي و حرارتي بالا و عمر مفيد طولاني برخوردار مي باشد. در اين آزمون گر تك پيشرانه از حسگرهاي فشار و دما در ابتدا، ميانه و انتهاي بستر كاتاليست (محفظه واكنش) به منظور بررسي تغييرات فشار و دما در طول بستر و در پي آن مطالعه و تحليل مكانيزم تجزيه كاتاليستي هيدرازين استفاده گرديده است. در اين طرح همچنين اجزاي مختلف آزمون گر شامل شير سلونوئيدي، انژكتور، صفحه محافظ حرارتي و محفظه واكنش (بستر كاتاليستي) طراحي و ساخته شد. شير سلونوئيدي زمان پاسخ بسيار كوچكي دارد، سبك و كم‌ حجم است و با پيشرانه‌ي مورد استفاده سازگاري دارد. محفظه‌ي واكنش نيز براي فشار و دماي بالا طراحي شده است و ابعاد بسيار كوچكي دارد. همچنين، در اين طرح يك آزمايشگاه مجهز و ايمن براي آزمايش و مطالعه‌ي بستر آزمون گر كاتاليستي تك پيشرانه ساخته و بهره‌برداري شد.

با توجه به پيشينه صنعت تراستري در ماهواره هاي فضايي در جهان، از تست هاي مختلفي با استفاده از رآكتورهاي بستر كاتاليست در قالب تراستر انجام شده است كه در تمامي موارد تجزيه پيشرانه در اين بسترهاي تراستري هزينه هاي زيادي براي انجام تست نياز دارد، استفاده از يك پيش تست با سرعت بالا در گزينش چندين كاتاليست مناسب (در حجم بسيار بالاي نمونه هاي كانديد ارزيابي) قبل از تست هاي عملياتي در تراستر همواره مفقود بوده است. با توجه به حجم بالاي كاتاليست و پيشرانه گران قيمت مورد نياز در انجام آزمون هاي عملياتي در تراستر و همچنين مخاطره آميز بودن استفاده از حجم بالاي پيشرانه هايي با خلوص بالا و با توجه به تعدد نمونه هاي آزمايشگاهي كاتاليست، انجام يك پيش تست با استفاده از طراحي يك رآكتور با بهينه سازي زمان و انرژي مورد نياز براي كاهش هزينه ها الزامي است. در اين اختراع، يك سيستم شامل بستر كاتاليستي، با ملحقات تله گذاري و داده برداري، ساخته و آزمايش شده است كه از قابليت كنترل دقيق جريان پيشرانه ورودي به بستر و همچنين اندازه گيري ميزان گازهاي حاصل از تجزيه بر روي كاتاليست برخوردار است. با توجه به اينكه اولين تست تجزيه آزمايشگاهي به منابع قابل توجهي كمتر نسبت به بستر كاتاليستي عملياتي نياز دارد؛ اطلاعات از تست تجزيه ابتدايي در اين رآكتور و كاتاليست بهينه مستخرج شده، براي تست بستر كاتاليست در تراستر، مورد استفاده قرار مي گيرد.

در اين طرح، اروژل نانوساختار كربني به عنوان دسته اي نوين از مواد متخلخل ساخته شد. سنتز اين ژل به روش تلفيقي جدايش فازي با القاي ضدحلال و گرما و با استفاده از پيش ماده كربني همراه با خشك كردن به روش فوق بحراني انجام شد و بهينه سازي مقادير مختلف پيش ماده پليمري و نانوساختار كربني در نحوه چينش فازها در كنار هم در جهت دستيابي به خواص مكانيكي، گرمايي و الكتريكي مطلوب ارزيابي گرديد. نتايج بدست آمده نشان داد كه اندازه حفرات و ميزان فشردگي ژل درطي فرايند خشك كردن و پيروليز با افزايش ميزان پيش ماده پليمري در نانوكامپوزيت به علت غلبه ي استحكام مكانيكي ژل بر نيروهاي مويينگي كاهش مي يابد. همچنين نتايج بيانگر افزايش قابل توجه سطح ويژه داخلي با حضور نانوساختار در اروژل مي باشد. اين امر بخاطر كنترل مورفولوژي بخش نانوساختار از طريق بازشدن و كوتاه شدن طول آنها و همچنين افزايش زبري سطح نانوساختار كربني در حضور پليمر در ديواره ها مي باشد كه اين امر موجبات افزايش چشمگيرخواص انتقالي-مكانيكي ژل هاي پليمري را فراهم مي آورد. درادامه نانوكامپوزيت پليمر/ اروژل نانوساختار از طريق غوطه وري داربست متخلخل درون رزين پليمري تهيه شد. در ارزيابي خواص الكتريكي نانوكامپوزيت فوق همپوشاني در كسر حجمي 0.0028 % نانولوله بدست آمد كه كمترين مقدار گزارش شده در كامپوزيت هاي بر پايه نانوساختارهاي كربني مي باشد.