Российские инженеры создали плазменный двигатель с рекордным ресурсом
iXBT.com ·
Российские инженеры разработали плазменный двигатель для спутников, рассчитанный на длительную работу без заметного падения характеристик. Установка мощностью 900 Вт прошла почти 2000 часов непрерывных испытаний, а ее конструкция позволяет снизить износ одного из основных элементов — керамического разрядного канала. Технология поможет повысить маневренность спутников и расширить возможности межпланетных миссий.
Двигатель создали специалисты Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики МАИ. В отличие от традиционных плазменных установок, в новой конструкции зона ускорения заряженных частиц вынесена за пределы разрядного канала. Благодаря этому частицы не ударяются о его стенки на высокой скорости и не разрушают керамическую изоляцию, износ которой со временем снижает тягу двигателя.
По данным разработчиков, установка рассчитана более чем на 10 тыс. циклов включения и выключения. Испытания показали, что тяга и удельный импульс остаются стабильными почти после 2000 часов непрерывной работы.
Новая установка предназначена для космических аппаратов массой от нескольких сотен килограммов до тонны и более. Она позволит спутникам корректировать орбиту, уклоняться от столкновений, удерживать позиции в группировках и в конце срока службы сходить с орбиты, не превращаясь в космический мусор. По оценке разработчиков, двигатель сможет работать на протяжении пяти-семи лет эксплуатации спутника.
Технология пригодится и в межпланетных экспедициях. Электроракетные двигатели разгоняют частицы примерно до 20 км/с и расходуют в пять-семь раз меньше топлива, чем химические, хотя из-за небольшой тяги маневры могут занимать недели. Экономия топлива позволит отправлять небольшие аппараты к Луне, Марсу, Венере и астероидам, в том числе в качестве попутной нагрузки вместе с другими спутниками.
Двигатели с большим ресурсом уже существуют: например, одна из ионных установок NASA прошла 48 тыс. часов наземных испытаний. Однако ионные системы обычно тяжелее и более громоздкие, а плазменные могут обеспечить большую тягу при более компактных размерах. Российская разработка готова к серийному производству, а ее адаптация под конкретный космический аппарат, по оценке МАИ, займет около полугода.