В России впервые создали плазменный двигатель, работающий на криптоне

Первый в России плазменный двигатель малой мощности, работающий на криптоне, создали специалисты Московского авиационного института (МАИ) совместно с учёными из Московского физико-технического института. Агрегат предназначен для управления с высокой точностью спутниками на низких околоземных орбитах, сообщили ИА "Тюменская линия" в пресс-службе МАИ.

Силовая установка даст возможность выполнять манёвры по поддержанию орбитальной высоты, уходить от столкновений с космическим мусором и контролируемо сводить аппарат с орбиты в конце его срока службы. После начала эксплуатации в космосе двигатель сможет работать до семи лет. Его ресурс рассчитан на многократное включение, выключение и создание тяги в течение не менее 7500 часов. "Разработка будет первой в России двигательной установкой малой мощности, специально созданной для использования криптона в качестве топлива. 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 МАИ Александр Богатый.

По его словам, в основе разработки — плазменный двигатель на эффекте Холла. В нём электрическое поле ускоряет ионы газа, которые создают реактивную тягу. Преимущество таких систем — в получении больших скоростей при малом количестве рабочего вещества. Стандартное топливо, которое используют для них, — это ксенон, благородный газ. Он легко ионизируется и обеспечивает высокую тягу, но дорог и его производство в мире составляет лишь несколько десятков тонн в год. "Криптон, - пояснил учёный, — доступная альтернатива. Его получают в больших объёмах, при этом он дешевле в 5–10 раз. Экономия на стоимости рабочего вещества делает проект привлекательным для коммерческих и государственных низкоорбитальных группировок. Сейчас в России подобные двигатели работают только на ксеноне".

Переход на криптон в двигателях с малой мощностью — технически непростая задача. У этого газа выше энергия ионизации, поэтому его труднее превратить в плазму. Кроме того, при уменьшении размеров установки сложнее обеспечить приемлемую тяговую эффективность. "Ранее работы по созданию двигателей с низким энергопотреблением на криптоне в нашей стране не вели из-за доступности более дорогого, но и более эффективного ксенона. Тем не менее, потребность в создании дешёвых многоспутниковых группировок заставила разработчиков искать новые решения", — сказал Александр Богатый.

В мире такие двигатели, по его словам, уже используют. Например, это изделия производства компаний Busek и Astra. Их применяют в системах управления движением спутников Starlink. Как объяснил разработчик, в МАИ накопили большой объём исследований в этом направлении, что позволило перейти к созданию реальных образцов. Сейчас специалисты изготавливают прототип установки и одновременно испытывают отдельные узлы и конструкции. Параллельно инженеры создают системы управления, электропитания, хранения и подачи криптона.

"Можно с уверенностью заявить, что эта разработка — ещё одна ступень в освоении космоса. Она позволяет сделать двигательные установки для многоспутниковых группировок малых космических аппаратов доступными", — констатировал Александр Богатый. Печать