Ученые МАИ разработали электроракетный плазменный двигатель для малых спутников

Ученые Московского авиационного института (МАИ) создали импульсный плазменный двигатель для малых космических аппаратов формата CubeSat. Разработка обещает значительно расширить мощностные возможности этих недорогих спутников, сообщили в пресс-службе вуза.

«Каждый год на орбиту выводится все больше малых космических аппаратов, включая CubeSat разных типоразмеров. Однако кубсаты, у которых основной источник электрической энергии — солнечные батареи, существенно ограничены по мощности. Поэтому во всем мире активно разрабатываются различные виды двигателей — от химических и электронагревных до электростатических и импульсных плазменных. Наш двигатель предназначен для установки на космические аппараты типоразмером от 6U и более (1U — куб размером 100х100х100 мм). Он позволит управлять орбитальным положением, изменять высоту орбиты, поддерживать относительное расположение спутников орбитальной группировки», — рассказал заместитель директора по развитию Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики МАИ Александр Богатый, чьи слова приводятся в сообщении.

Кроме того, двигатель может использоваться для увода космических аппаратов с орбиты в конце их срока службы, что позволит эффективно избавляться от космического мусора в околоземном пространстве. В настоящее время интерес к малым спутникам в мировой космической отрасли активно растет из-за экономичности и быстрых сроков их производства, низкой стоимости вывода на орбиту, возможности создания орбитальных группировок.

Ключевыми минусами большинства разрабатываемых двигателей являются их высокая стоимость, сложность в производстве и ограничение по тяге и скорости истечения рабочего вещества. Главное отличие разработки МАИ — способность разгонять плазму до высоких скоростей. Это напрямую связано с тем, какой толчок или импульс двигатель сможет передать спутнику. По сути, такая технология позволяет аппарату эффективнее набирать и поддерживать заданную скорость на протяжении всей миссии. При этом двигатель не имеет сложных и дорогих конструктивных элементов.

«Принцип работы двигателя можно сравнить с очень быстрым и мощным „выстрелом“: энергия накапливается в конденсаторе, после чего передается в разрядный канал. Там твердый фторопласт испаряется, превращается в заряженные частицы (плазму), которые затем разгоняются мощным электромагнитным полем и выбрасываются. <…> Этот короткий, но интенсивный процесс выброса плазмы и создает необходимую тягу для перемещения спутника», — рассказали в МАИ.

В настоящее время проект находится на этапе наземной отработки и подготовки к летным испытаниям. Планируется организация серийного производства. Как отмечают разработчики, данный двигатель станет первым в линейке маломощных двигателей, разрабатываемых в МАИ для космических аппаратов. Над проектом работает НИИ прикладной механики и электродинамики МАИ совместно с индустриальным партнером ООО «Центр плазменных и вакуумных технологий».