В МАИ разработали плазменный двигатель для малых спутников

Ежегодно на околоземную орбиту выводятся сотни малых космических аппаратов, включая компактные и недорогие кубсаты. Они пользуются большим спросом благодаря своей экономичности, коротким срокам производства и относительно низкой стоимости запуска. Однако эти спутники, основным источником энергии которых являются солнечные батареи, обычно сильно ограничены в мощности, который едва хватает лишь на работу бортовых систем. Для решения проблемы маневрирования ученые по всему миру ведут разработки различных типов малогабаритных двигательных установок.

Свое решение предложили специалисты МАИ, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу вуза. Импульсный плазменный двигатель, разработанный в вузовском Научно-исследовательском институте прикладной механики и электродинамики, предназначен для установки на малые космические аппараты (кубсаты) форматом от 6U и больше, где 1U — это условный куб со сторонами 10 см.

Как пояснил замдиректора по развитию НИИ прикладной механики и электродинамики Александр Богатый, такая двигательная установка позволит малым спутникам выполнять целый спектр задач: управлять своим орбитальным положением, изменять высоту орбиты, а также поддерживать заданную конфигурацию внутри спутниковой группировки. Не менее важной функцией станет обеспечение контролируемого схода аппарата с орбиты по окончании его работы, что является одним из действенных способов борьбы с образованием космического мусора в околоземном пространстве.

Создать двигатель для спутника форм-фактора «кубсат» очень непросто. Разработчики сталкиваются с типичными проблемами, такими как высокая стоимость и сложность изготовления, с ограничениями по тяге и скорости истечения рабочего вещества. По заверениям специалистов МАИ, ключевым отличием их разработки является способность разгонять плазму до очень высоких скоростей. Именно этот параметр напрямую определяет, какой импульс двигатель сможет передать спутнику, позволяя ему эффективнее набирать и поддерживать необходимую скорость на протяжении всего времени работы. При этом конструкция двигателя лишена сложных и дорогих элементов, что удешевляет его потенциальное производство.

Принцип работы устройства инженеры сравнивают со сверхбыстрым и мощным «выстрелом». Энергия предварительно накапливается в конденсаторе, а затем передается в разрядный канал. Здесь под воздействием электрического разряда твердый фторопласт мгновенно испаряется и превращается в заряженные частицы – плазму. Эти частицы затем разгоняются мощным электромагнитным полем и с высокой скоростью выбрасываются из двигателя. Именно этот кратковременный, но интенсивный выброс и создает реактивную тягу, способную постепенно перемещать спутник в нужном направлении.

Проект находится на стадии наземной отработки и подготовки к летным испытаниям. В планах разработчиков из МАИ – наладить серийное производство таких двигателей. Разработка должна стать первой в линейке маломощных двигателей, разрабатываемых в институте для космических аппаратов. 

Ранее в МАИ успешно протестировали систему управления беспилотниками через геостационарный спутник. 

Фото МАИ