Сегодня твердотопливный ракетный двигатель работает однократно — от запуска до полного выгорания топлива, без возможности регулировать тягу. Многократный запуск и маневрирование космических аппаратов обеспечивают лишь сложные и дорогие жидкостные двигатели. Простота твердотопливных двигателей в сочетании с возможностью регулировать тягу и перезапускать их по команде сделала бы космос доступнее, над чем серьёзно задумались в США.
В разработке перезапускаемого твердотопливного ракетного двигателя участвуют специалисты Aerospace Corporation вместе с Университетом Южной Калифорнии (USC) и Военно-морской аспирантурой (NPS). Исследователи делают ставку на наносекундный импульсный плазменный разряд (NPPD).
Суть идеи заключается в том, что в двигатель вводятся очень короткие высоковольтные импульсы — менее 100 нс, создающие низкотемпературную плазму. Такая плазма может усиливать или инициировать горение, а главное — обеспечивает электронное управление процессом, то есть потенциально позволяет включать, выключать или регулировать тягу твердотопливного двигателя.
Участники проекта, по их словам, также продвинулись в разработке ионно-жидкостных топливных полимеров. Это материалы, которые сочетают термостабильность ионных жидкостей с механической прочностью полимеров. Подобное твёрдое топливо остаётся стабильным в широком диапазоне температур и при этом является электрохимически активным, что важно для плазменного управления горением.
Практический смысл проекта заключается в создании компактного, простого и потенциально более безопасного двигателя для спутников и межпланетных аппаратов — без сложных систем перекачки топлива и баков высокого давления, но с возможностью многократных манёвров, коррекции орбиты и продления срока миссии. Более того, исследователи говорят о возможности создавать компактные двигатели вплоть до установки на кубсаты. Множество небольших компаний и учебных заведений, которым не по карману дорогие жидкостные ракетные двигатели, были бы рады такому решению.
Array