­ای کلی بر انواع تراسترها و مکانیزم تراستر گرم، معرفی تک­پیشرانه­های به کار رفته در این زمینه، مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل دوم لیست مواد و تجهیزات آزمایشگاهی، روش انجام آزمایشات مربوطه، سیستم تست کاتالیست و روش آنالیز محصولات خروجی از راکتور بیان شده است. در فصل سوم نتایج و تحلیل آن­ها آورده شده است. در فصل چهارم نتیجه گیری کلی و پیشنهاداتی برای تحقیقات بعدی بیان گردیده است.     
۱-۱-معرفی سیستم­های پیشرانش
پس از پرتاب ماهواره و قرار دادن آن در یک مدار معین، سیستم ویژه­ای برای تصحیح و کنترل مدار مربوطه احتیاج می­باشد. برای این منظور از سه نوع سیستم پیشرانش استفاده می­شود: سیستم­های گاز سرد، داغ و گرم. سیستم­های گاز سرد از یک گاز خنثی استفاده می­کنند. این سیستم­ها ساده­ترین نوع سیستم پیشرانش هستند و شامل یک موتور می­باشند و بنا بر کاربردشان ممکن است به صورت

 چندگانه نیز ساخته شوند. در سیستم پیشرانش گاز سرد، ضخامت و به تبع آن وزن بالای مخزن ذخیره، استفاده از آن را محدود کرده است. به علاوه به دلیل اینکه فشار تانک ذخیره عموما کاهشی است( مثل خروج گاز از یک بالن) در نتیجه به مرور زمان بازدهی آن کاهش می­یابد. این سیستم­ برای کنترل مدار ماهواره­ها استفاده می­شود. امروزه از این سیستم­ها وقتی به ایمپالس و یا سطح تراست پایین احتیاج است و جایی که به کارگیری پیشرانه­های شیمیایی دیگر به دلیل مسائل ایمنی دارای مشکلات خاصی است، استفاده می­شود. سیستم­های پیشرانش گاز داغ، از اندازه بزرگتری نسبت به دیگر سیستم­های کنترل مدار برخوردار هستند و برای ماهواره­های بزرگ استفاده می­شوند. در واقع سیستم­های پیشرانش گاز داغ، دو پیشرانه­ای اند. بدلیل ایمپالس تولیدی بالاتر نسبت به سیستم پیشرانش گاز گرم، عموما وقتی به نیروی تراست بالاتر احتیاج باشد از آن­ها استفاده می­شود. سیستم­های پیشرانش گاز گرم به سیستم­های تک پیشرانه معروف هستند. دو نوع سیستم پیشرانش گاز گرم، کاتالیستی و حرارتی، وجود دارد. سیستم­های پیشرانش کاتالیستی، عموما به تامین انرژی گرمایشی نیاز ندارند، در نتیجه نسبت به سیستم تجزیه حرارتی، به تجهیزات کمتری احتیاج داشته و در بین انواع سیستم­های مورد استفاده سیستم­های ساده­تر و دارای حجم و وزن کمتری هستند. از اینرو به دلیل دارا بودن مزایای مختلف، سیستم پیشرانش کاتالیستی، سیستمی مناسب برای کنترل مدار ماهواره­ها شناخته شده است. امروزه برای عملیات حساس و مهم، که دقت قرار گرفتن ماهواره در مدار مناسب، از اهمیت خاص برخوردار است، تمایل به سیستم­های میکروپیشرانش رو به افزایش است، که این امر نیز با استفاده از سیستم پیشرانش کاتالیستی محقق می­شود[۴].

سیستم پیشرانش کاتالیستی از سه بخش عمده سیستم خوراک­دهی، بستر کاتالیستی و نازل تشکیل شده است. سیستم خوراک­دهی متشکل از مخازن خوراک و گاز فشرده برای تزریق تک پیشرانه، شیرهای کنترل و در نهایت انژکتورها می­باشد. بستر کاتالیستی حاوی کاتالیست مناسب برای تجزیه تک پیشرانه است، که عمل تجزیه کاتالیستی در آن رخ می­دهد. نازل­ها وظیفه شتاب دادن به گازهای خروجی را بر عهده دارند که در نهایت تراست مورد نظر را ایجاد کنند[۴].
پیشرانه ذخیره شده در مخازن خوراک پس از عبور از انژکتورها، در اثر برخورد با بستر کاتالیستی تجزیه شده و گازهای داغ و انرژی گرمایی تولید می­کند. گازهای داغ با عبور از نازل شتاب می­گیرند و تراست مورد نظر را ایجاد می­کنند.
۲-۱-انواع تک­پیشرانه­ها
به طور عمده هیدرازین به عنوان تک­پیشرانه استفاده شده است. هیدروژن پراکساید، اتیلن اکساید، ایزو پروپیل نیترات و نیترومتان به عنوان تک­پیشرانه مورد بررسی قرار گرفته­اند یا استفاده شده­اند[۵]. از مزایای اتیلن اکساید، پایین بودن کشش سطحی، فشار بخار و ویسکوزیته است. اتیلن اکساید به دلیل موازنه کم اکسیژن در مولکولش، عملکرد پایینی دارد. عملکرد پایین و دمای اشتعال آدیاباتیک پایین آن، باعث شده است که امروزه بیش­تر از آنکه به عنوان پیشرانه در سیستم پیشرانش کاتالیستی مورد استفاده قرار گیرد، در مولدهای گاز در راکت­ها استفاده شود[۴].
از ویژگی­های نیترومتان گرمای تشکیل نسبتا بالا، ویسکوزیته پایین و ایمپالس بالا به دلیل وجود اکسیژن بالا در مولکول آن می­باشد. نقطه انجماد آن از هیدرازین و هیدروژن پراکساید پایین­تر است. معایب آن فشار بخار بالا، ظرفیت حرارتی پایین، وجود اشکال در شروع احتراق( همراه بودن تجزیه آن با  انفجار ) و سمیت بالای آن است. این عوامل باعث شده­اند تا این ماده از عرصه کاربردهای عملی به دور نگه داشته شود[۶].
هیدروژن پراکساید غلیظ به عنوان تک­پیشرانه تولید گاز در ایالت متحده آمریکا، روسیه و آلمان در موتورهای طراحی شده قبل از ۱۹۵۵ استفاده شده است. ایمپالس ویژه تئوری هیدروژن پراکساید ۹۰ % وقتی به عنوان پیشرانه تک جزیی استفاده می­شود ۱۴۷ ثانیه است[۷]. هیدروژن پراکساید در بین تک­پیشرانه­های مذکور بالاترین دانسیته و نقطه جوش را داراست. همچنین هیدروژن پراکساید فشار بخار پایین، ظرفیت حرارتی و گرمای تشکیل نسبتا بالایی دارد. باید تجزیه آن در تمام مدت کنترل شود، زیرا در صورت تجزیه شدن در تانک ذخیره، کم کم فشار داخل تانک به دلیل تولید محصولات تجزیه افزایش یافته و حجم پراکسید هیدروژن داخل تانک کاهش می­یابد. ممکن است در اثر تولید گاز و گرما دما افزایش یافته و اگر دما به ۲۶۰ درجه سلسیوس برسد، انفجار رخ می­دهد[۴].
هیدرازین نه تنها به عنوان یک سوخت قابل ذخیره سازی عالی است، بلکه به عنوان یک تک­پیشرانه که توسط کاتالیست مایع یا جامد مناسب تجزیه می­شود نیز قابل استفاده است. این ماده بیش از ۱۵ سال در تانک­های غیر قابل نفوذ قابل ذخیره سازی است[۴].
هیدرازین به عنوان یک تک­پیشرانه در کنترل جزئی و کنترل مسیر پرتابی راکت­ها برای کنترل ماهواره­ها و دیگر فضاپیماها استفاده شده است. سیستم­های تک­پیشرانه­ی هیدرازین، به طور گسترده برای کنترل مدار ماهواره­ها و موشک­ها( حتی در اولین موشک­ها مثل دلتای V و آرین ۵ )، احتیاجات ایمپالس حدود ۱۰۰ ثانیه و کم­تر را تامین کرده است. انواع مختلف این سیستم می­توانند ضربه ویژه­ای حدود ۲۳۵-۷ ثانیه، تراستی در حد ۳۵۰-۰/۷۵ نیوتن ایجاد کنند. اما این ماده دارای معایبی است. از معایب هیدرازین، سمیت و سرطانزایی آن است که از لحاظ زیست محیطی مشکل ساز است[۴]. یخ زدگی ناخواسته هیدرازین در فضا پیما یک مشکل طراحی است. در بسیاری از موارد، گرمکن­های الکتریکی اطراف تانک­ها و خطوط انتقال پیشرانه را فراگرفته­اند تا آن­ها را گرم نگه دارند و از یخ زدگی هیدرازین جلوگیری کنند[۸]. در شکل(۱-۱) یک طراحی خاص از بستر کاتالیستی دانه­­ای[7] در راکت کنترل موقعیت و دیگر انواع موفق انژکتورهای هیدرازین آورده شده است[۷].