Два двигателя и один бак помогут кубсатам достичь дальнего космоса
Инженеры Массачусетского технологического института MIT разработали двигательную установку, которая позволит небольшим спутникам долететь до Марса. Новая технология объединяет химический и электроракетный принципы создания тяги. При этом оба типа двигателей берут однокомпонентное топливо из одного бака. NASA протестирует эту систему в космосе в ноябре 2026 года.
Малые спутники формата «кубсат» по размеру сопоставимы с небольшим портфелем. Обычно создателям таких аппаратов приходится выбирать между уровнем тяги и эффективностью расхода массы топлива. Химические двигатели обеспечивают высокую тягу, но сжигают все топливо за несколько минут. Электроракетные двигатели расходуют запасы рабочего тела с высоким удельным импульсом и работают тысячами часов, но дают очень слабую тягу.
Раньше на спутники ставили разные баки для каждого двигателя, из-за чего аппараты весили больше, а инженерам было сложнее их компоновать. Команда Массачусетского института устранила эту проблему и освободила полезный объем для научных приборов.
Новая двухрежимная система работает на едином топливе. Это ионная жидкость, которую назвали ASCENT. Жидкость поступает в химический двигатель и в крошечные электрогидродинамические (коллоидные) двигатели. По размеру один такой электроракетный двигатель похож на обычную монету.
В теории аппарат с такой двигательной установкой мог бы не только обращаться по околоземной орбите, но и совершить перелет, например, к Марсу или поясу астероидов. В таком случае коллоидные двигатели обеспечат долгое и эффективное движение в межпланетном пространстве, а химический двигатель позволит быстро маневрировать у цели для детального изучения космических объектов.
Топливо ASCENT изначально разработано Исследовательской лабораторией ВВС США для замены высокотоксичного гидразина с целью обеспечения быстрых военных пусков и повышения маневренности спутников-инспекторов. Оно низкотоксично, поэтому инженерам не требуется применять сложные меры химической защиты при заправке и подготовке аппарата к полету. Это высокоплотное монотопливо обеспечивает примерно на 10% более высокий удельный импульс и обладает на 50% большей плотностью, чем традиционный гидразин. Удельный импульс показывает, насколько эффективно двигательная установка расходует массу топлива для создания тяги
NASA проверит технологию в ходе миссии Green Propulsion Dual Mode. В космос полетит кубсат, на котором установлены один химический и четыре коллоидных двигателя. Все они соединены с одним баком жидкости ASCENT. Если аппарат справится с полетом, конструкторы смогут отправлять небольшие и недорогие межпланетные аппараты в долгие экспедиции к Марсу и объектам Главного пояса астероидов.
Фото Amelia Bruno
Самое популярное
