В НИИ прикладной механики и электродинамики МАИ разрабатывают двигатель, способный добывать топливо самостоятельно прямо из окружающей среды и работать без перерыва. Ставить такие предлагают на космические спутники. Технология позволит создавать группы из таких аппаратов и покрыть сетями связи всю нашу планету.
В 21-м веке количество космических объектов на орбите Земли исчисляется уже десятками тысяч, и оно постоянно прирастает как за счёт новых спутников, так и за счёт отслуживших своё аппаратов, превратившихся в космический мусор. Например, Международная космическая станция располагается на высоте в среднем 400 километров, большинство спутников на ещё более высоких орбитах. И вот здесь очень перспективными выглядят низкие орбиты, высотой от 180-ти до 220-ти километров. Именно для таких спутников в Московском авиационном институте и создаётся принципиально новый двигатель.
— Плазма — это совокупность заряженных частиц, мы на них можем воздействовать полями. Прикладывая сюда напряжение 3000 вольт, разница потенциалов, ионы притягиваются к сетке проникают через отверстия и ускоряются в зазоре между этими электродами. И получается тяга, — рассказал замдиректора НИИ прикладной механики и электродинамики МАИ Александр Богатый.
Проблемой выживания спутников на низких орбитах начали заниматься ещё советские учёные. Дело в том, что близость Земли требует от таких аппаратов отличной управляемости, чтобы они оставались на своей орбите и не сгорали в верхних слоях атмосферы. А для этого требуется почти непрерывно работающий двигатель, и главное — топливо к нему. Использовать стандартный ксенон — дорого и его просто не хватит на обширную спутниковую группировки, к тому же, чтобы летать годами нужен внушительный бак, а это увеличение и габаритов и массы спутника. Поэтому решено было использовать ту незначительную концентрацию азота и кислорода от земной атмосферы, которая ещё есть на низких орбитах. Улавливая и накапливая этот газ, и с помощью плазмы создавая поток заряженных частиц в качестве энергии движения, такой спутник может легко удерживать орбиту бесконечно долго. А точнее — до износа самих деталей аппарата.
— Данный двигатель разрабатывается под низкую орбиту и набегающий поток с определённым составом. Одна из перспектив- создание похожего двигателя в атмосфере других планет. В лабораторных условиях всё отработано , у нас есть система управления мощностью подводимой в разряд. Мы можем менять интенсивность процесса образования ионов, и будет меняться затрачиваемая мощность и меняться тяга двигателя, — рассказал ведущий инженер НИИ прикладной механики и электродинамики МАИ Святослав Гордеев.
Сейчас сразу несколько стран ведут гонку по разработке двигателя к таким аппаратам. Все они основаны на разных физических принципах, и лидеры здесь пока российские инженеры и конструкторы из Европейского космического агентства. Но если отдельные части двигателя уже готовы и даже испытаны, то вот соединить всё в единое целое пока не получается — учёным приходится решать целый ряд проблем, сталкиваться с которыми раньше не приходилось.
Группировка из сотен и даже тысяч небольших спутников на орбите высотой всего в пару сотен километров позволит осуществить настоящий прорыв в системах спутниковой связи, и мониторинга поверхности планеты. Конечно в их услугах будут заинтересованы и военные, но даже гражданский рынок выглядит для низкоорбитальных спутников сверхперспективным.
— Можно создать глобальную спутниковую связь с мобильными телефонами и без роуминга, иметь связь, широкополосный интернет. Сейчас связь — это цифровые технологии, широчайшее применение, — объяснил Александр Богатый.
По оценкам специалистов из Московского авиационного института новейший ионный двигатель будет готов в ближайшие 5-7 лет. Впрочем, возможно работы над его созданием будут ускорены. В конце августа президент Владимир Путин поручил рассмотреть вопрос о создании космических аппаратов для работы на предельно малых высотах.
Источник материала: телеканал «Звезда»