Жизнь и наследие Гарри Попова: вклад в развитие электроракетных двигателей

Гарри Попов и созданная им в МАИ научная школа внесли большой вклад в проведение комплексных теоретических, экспериментальных и проектных исследований в области электроракетных двигателей. Под его руководством велось изучение физики плазменного ускорения и создавались научно-технические заделы для применения таких установок на космических аппаратах. Практический смысл такой тяги — экономить рабочее тело: электроракетный двигатель выбрасывает его с высокой скоростью, поэтому для изменения скорости аппарата требуется меньший запас, чем при химическом двигателе. Но тяга у него небольшая: вместо короткого мощного разгона аппарат ускоряется постепенно.

Одно из главных направлений Попова — абляционные импульсные плазменные двигатели. Они работают короткими разрядами: электрический разряд вызывает абляцию твёрдого рабочего тела, превращает его в плазму и ускоряет наружу. Каждый разряд создаёт небольшой импульс тяги; меняя частоту разрядов, можно точно дозировать суммарный импульс двигателя. Такие установки подходят для ориентации спутников и коррекции их орбит, в том числе при небольшом запасе электрической мощности.

Проводимые под научным руководством Попова работы в области импульсных плазменных ускорителей позволили создать для отечественных малых космических аппаратов импульсные плазменные двигатели мощностью 10–100 Вт. За этими разработками стояли расчёты, эксперименты и изучение движения плазмы в разрядном канале. Исследователям нужно было понять, какая часть энергии разряда действительно ускоряет рабочее тело: в импульсных двигателях заметная доля энергии теряется, например, на ионизацию и излучение. Задача состояла не просто в том, чтобы получить плазменную струю, а в том, чтобы получить больше полезной тяги при ограниченном энергопитании

Другое важное направление — стационарные плазменные двигатели, в которых плазма ускоряется в скрещённых электрическом и магнитном полях. Попов и его институт исследовали и разрабатывали их вместе с ОКБ «Факел», выпускавшим лётные образцы. Эти работы помогли подготовить создание нового поколения двигателей с высокой скоростью истечения плазменной струи. Чем выше эта скорость, тем меньше рабочего тела требуется для заданного изменения скорости спутника.

В последние годы Попов также руководил программами разработки ионных двигателей, где ускорение ионов происходит в электрическом поле между высоковольтными сетками. Это — вершина экономичности в области ЭРД. Комплексные исследования, проводимые под руководством Попова, позволяли связывать параметры двигателя с задачей всего аппарата: сколько энергии ему потребуется, как долго он будет разгоняться и по какой траектории полетит.

Особенно важен вклад Попова в применение электроракетных двигателей для довыведения спутников на геостационарную орбиту. Здесь двигатель не просто удерживает аппарат в нужной точке, а помогает ему добраться до рабочей орбиты после отделения от ракеты. Совместные работы МАИ, АО «Решетнёв» и «Факела» позволили увеличить массу доставляемых туда аппаратов; в 2021 году Гарри Попов в составе коллектива разработчиков получил за это премию Правительства Российской Федерации имени Ю. А. Гагарина в области космической деятельности. Экономия рабочего тела стала способом увеличить полезную нагрузку доставляемых на нужную орбиту спутников

Попов занимался и тем, что происходит вокруг работающего двигателя: как он взаимодействует с бортовыми системами и не мешает ли их работе. Поэтому его институт исследовал влияние плазменной струи на электромагнитную совместимость, систему энергоснабжения и траектории аппаратов с электроракетными двигателями.

Отдельный результат этих исследований — плазменные инжекторы для орбитальных станций. Они выбрасывают струи плазмы для снятия опасного статического заряда с корпуса станции, а также применяются для исследования ионосферы и электрической обстановки возле комплекса. Созданные на базе импульсных двигателей устройства работали на «Мире» почти полтора десятилетия. Продолжение этого направления — комплекс научной аппаратуры ИПИ-500, установленный на модуле МКС «Наука» 28 октября 2025 года. Поскольку инжектор спроектирован как прототип абляционного импульсного плазменного двигателя, этот эксперимент также позволяет проверять технологии будущих двигательных систем для микроспутников массой до 50 килограммов.

Наследие Попова — не только технические разработки, но и коллектив, способный вести их от расчёта до испытаний. В 1987 году он возглавил созданный при его участии Научно-исследовательский институт прикладной механики и электродинамики (НИИ ПМЭ) МАИ и руководил им до 2024 года; среди его учеников — пять докторов и четырнадцать кандидатов наук. Его школа объединила физику плазмы, двигателестроение и расчёт космических полётов. Международное признание этого вклада — медаль Эрнста Штулингера, которой Международное общество электроракетных двигателей наградило Попова в 2019 году

Биографическая справка

Гарри Алексеевич Попов родился 18 декабря 1934 года в Москве. В 1959 году он окончил факультет двигателей летательных аппаратов Московского авиационного института; его дипломный проект уже был связан с ЭРД. В 1959–1960 годах он работал инженером в ЦИАМ имени П. И. Баранова, затем вернулся в МАИ, где прошёл путь от ассистента до профессора, а в 1974–1982 годах возглавлял учебную часть института.

В 1965 году он защитил кандидатскую, в 1982-м — докторскую диссертацию, а с 1984 года был профессором кафедры 208 «Электроракетные двигатели, энергетические и энергофизические установки». В 1991 году его избрали членом-корреспондентом РАН, в 2008-м — академиком РАН. Заслуги учёного отмечены орденом «Знак Почёта» (1980), Премией Совета Министров СССР (1991) и Государственной премией РФ в области науки и техники (2001). До 2024 года он руководил НИИ ПМЭ МАИ, после чего занимал должность первого заместителя директора института.

Учёный умер 3 октября 2026 года на 92-м году жизни.