Совместная группа ученых МИФИ и представителей «Спутникс» заявили, что приступили к активной фазе тестирования плазменного двигателя, предназначенного для небольших космических аппаратов.
Так, по сообщению специалистов, такой движитель даст возможность наноспутникам по окончании «жизненного цикла» самостоятельно понижать свою орбиту и быстрее направлять их в плотные слои атмосферы, и сжигать их.
Для чего наноспутникам вообще нужны двигатели
На текущий момент у наноспутников, произведенных по формату CubeSat, просто не предусмотрены двигательные системы. По этой причине они неспособны к самостоятельному изменению орбиты. Получается, что вышедшие из строя и отработавшие свое наноспутники будут болтаться на орбите до десяти лет, увеличивая тем самым риск столкновения с другими объектами.
Подобрать позволяющую для наноспутников силовую установку достаточно сложно, потому что есть серьезные ограничения по весу и габаритам к таким установкам. Требования безопасности также не позволяют использовать взрывоопасные средства, а также баллоны со сжатым газом, и получается, что самым подходящим вариантом является плазменный двигатель.
Для справки. Плазменный двигатель — это особый подтип электрического ракетного двигателя. В такой установке газ направляется в рабочую кольцевую область, при этом внешняя часть — это не что иное, как анод, а внутренняя, размещенная ближе к выходу, является катодом.
При этом во время подачи на электроды рабочего напряжения формируется ионизирующий разряд, и формируется плазма. И уже полученная таким образом плазма за счет действия силы Лоренца начинает движение в сторону выхода из рабочей зоны, таким образом, формируя необходимую тягу.
В обычных условиях для поддержания рабочего состояния плазменного двигателя необходимо огромное количество энергии. Но российским инженерам из МИФИ получилось запустить такой двигатель от небольшой конденсаторной батареи.
Созданная инженерами установка получила название VERA (Volume-Effective Rocket-propulsion Assembly) и весит всего 400 грамм, а ее габариты равны 89 х 95 х 60 мм.
При этом в роли рабочего тела в установке применяется пластик полиацеталь. Выгорающий пластик преобразуется в плазму и выбрасывается из сопла двигателя, формируя таким образом необходимую тягу.
Так, по предварительным расчетам, номинальная тяга VERA равна 20 микроньютонам. А в режиме форсажа в теории двигатель способен выдавать до 50 микроньютонов.
Инженеры уже начали проводить так называемые огневые испытания двигательной установки VERA, и если все пойдет по плану, то уже в 2022 году двигатели протестируют уже непосредственно на орбите в составе наноспутников формата CubeSat 3U.
По словам разработчиков, использование на наноспутниках плазменных двигателей позволит им самостоятельно корректировать высоту орбиты, а по завершении их эксплуатации сводить их с орбиты и, таким образом, сокращать в три раза время до сгорания их в верхних слоях атмосферы.
Ну что ж, посмотрим, как российские плазменные двигатели «приживутся» на наноспутниках.
Ну а если вам понравился материал, то не забудьте его оценить, а также подписаться на канал. Спасибо за внимание!