В России разрабатывают первый маломощный плазменный двигатель, оптимизированный под криптон

Потребляемая мощность установки составляет 450 Вт, а её суммарное время наработки в режиме тяги должно составить не менее 7500 часов. При этом общий расчётный срок службы изделия на орбите достигнет семи лет.

С помощью этого электроракетного двигателя спутники смогут поддерживать нужную высоту, выполнять маневры уклонения от космического мусора и осуществлять контролируемый увод с орбиты в конце срока службы.

«Разработка будет первой в России двигательной установкой малой мощности, специально созданной для использования криптона в качестве рабочего тела. Конструкция спроектирована с расчётом на серийное производство, что должно обеспечить относительно невысокую стоимость», — сообщил руководитель проекта, заместитель директора по развитию Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики (НИИ ПМЭ) МАИ Александр Богатый.

В основе разработки — двигатель на эффекте Холла. Принцип его работы заключается в ионизации газа и последующем ускорении образовавшихся ионов электрическим полем, за счет чего и возникает реактивная тяга. Такие двигатели дают небольшую тягу, но способны функционировать непрерывно в течение тысяч часов и расходуют мало рабочего тела.

Обычно в таких установках используют ксенон: благодаря большой массе атома и низкому потенциалу ионизации он легче всего превращается в плазму и обеспечивает высокий удельный импульс. Однако ксенон стоит дорого, а его мировое производство ограничено несколькими десятками тонн в год. Криптон, по словам разработчиков, дешевле в 5–10 раз и производится в больших объемах.

Переход на криптон в маломощных двигателях сложнее технически: у этого газа выше энергия ионизации, поэтому его труднее превратить в плазму внутри небольшой разрядной камеры. Кроме того, при уменьшении размеров установки сложнее сохранить приемлемую эффективность, так как легкие ионы криптона быстрее рассеиваются на стенках двигателя, вызывая потери энергии.

Сейчас специалисты НИИ ПМЭ МАИ изготавливают прототип двигателя и испытывают отдельные узлы. Параллельно смежные предприятия создают сопутствующую бортовую инфраструктуру: АО «АВЭКС» разрабатывает системы управления и электропитания, а ООО «Орбитек» — блоки хранения и подачи криптона. Работы начались в 2025 году.Криптон уже испытывали в российских спутниковых двигателях, но новая разработка МАИ стала первой маломощной установкой, специально рассчитанной на этот газ.

В марте 2023 года ОКБ «Факел» сообщило об успешном завершении огневых испытаний двигателя СПД-70М на криптоне. В марте 2024 года в Центре Келдыша провели огневые испытания плазменного двигателя КМ-55, который может функционировать как на ксеноне, так и на криптоне.

Фото МАИ