6 подписчиков
Невидимая сила: как крошечные двигатели покоряют космос
Задумывались ли вы, как огромный космический корабль выполняет ювелирные манёвры на орбите? За этим стоит не мощь гигантских ускорителей, а точная работа миниатюрных термокаталитических двигателей (ТКД).
Активные работы над ТКД начались в 1940-х годах. Пионерами стали немцы: наиболее успешными образцами того периода считаются двигатель Вальтера для подводных лодок, использовавший в качестве одного из компонентов разлагаемую катализатором перекись водорода, и легендарная ракета «Фау-2», где перекисьводородный генератор с катализатором приводил в действие турбины насосов.
В СССР работы развернулись после Великой Отечественной войны. Ведущие конструкторские бюро — ОКБ 456 (сегодня НПО Энергомаш), ОКБ 1 (на сегодняшний день РКК «Энергия») и КБхиммаш им. А.М. Исаева — активно включились в гонку. Уже в 1950-е на свет появился РД101, доказавший жизнеспособность технологии с применением перекиси водорода. Его наследники, двигатели РД107/108, стали легендами советской космонавтики. Позже в ОКБ 1 были созданы каталитические двигатели на перекиси водорода, модернизированные версии которых до сих пор обеспечивают мягкую посадку спускаемых аппаратов «Союз».
В 1960-е годы мир признал гидразин как эффективное топливо для монотопливных двигателей, когда американский зонд «Маринер» отправился в космос на двигателях данного типа. С середины 70-х годов КБхиммаш им. А.М. Исаева начало создавать целую линейку термокаталитических двигателей тягой от 500 грамм и выше. Эти надежные системы, например, тягой 5 кг и сегодня работают в разгонных блоках «Фрегат» (НПО Лавочкина), выводя спутники на целевые орбиты.
В конце 1970-х потребовались двигатели с рекордно малой тягой в 50 граммов и меньше. В итоге, окончательный выбор был сделан в пользу двигателя с 10 граммовой тягой. Задачу с невероятно сжатым сроком в три года взялось выполнить ОКБ «Факел», имевшее уникальный опыт работы с малыми тягами. Важный задел по работе с монотопливом и аммиаком был, но существенную помощь оказали коллеги из ЦНИИмаш и КБхиммаш, в том числе предоставившие электромагнитные клапаны для первых образцов.
Инженеры не остановились на достигнутом. Они совершили прорыв, создав уникальный термокаталитический двигатель на гидразине с тягой в диапазоне от 5 до 1 грамма. Представьте: усилие, сравнимое с весом листа бумаги, способно с ювелирной точностью ориентировать многотонный космический аппарат в безвоздушном пространстве.
Чтобы понять эту магию, посмотрите нашу инфографику и откройте для себя мир космической точности.
2 минуты
16 февраля