В России создали первый плазменный двигатель на криптоне

Ученые Московского авиационного и Московского физико-технического институтов собрали первый в России плазменный двигатель малой мощности. Он работает на криптоне и предназначен для высокоточного управления спутниками на низких околоземных орбитах, сообщили в МАИ.

По словам разработчиков, силовая установка даст возможность выполнять маневры по поддержанию орбитальной высоты, уходить от столкновений с космическим мусором и контролируемо сводить аппарат с орбиты в конце его срока службы.

Семь лет работы в космосе

Непосредственно в космосе двигатель сможет работать до семи лет. Ресурс агрегата рассчитан на многократные включения и выключения, а также на создание тяги в течение не менее 7500 часов.

Руководитель проекта, заместитель директора по развитию Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики МАИ Александр Богатый подчеркнул, что разработка стала первой в России двигательной установкой малой мощности, специально созданной для использования криптона в качестве топлива. Конструкция спроектирована с расчетом на серийное производство, что должно обеспечить относительно невысокую стоимость.

Как работает плазменный двигатель

В основе разработки — плазменный двигатель на эффекте Холла. В нем электрическое поле ускоряет ионы газа, которые создают реактивную тягу. Преимущество таких систем заключается в получении больших скоростей при малом количестве рабочего вещества.

Стандартным топливом для подобных двигателей считается ксенон. Он легко ионизируется и обеспечивает высокую тягу, однако его дорогостоящее производство в мире составляет лишь несколько десятков тонн в год.

Криптон получают в больших объемах, при этом он дешевле ксенона в 5–10 раз. Экономия на стоимости рабочего вещества делает проект привлекательным для коммерческих и государственных низкоорбитальных группировок.

При этом перед учеными стоит непростая задача. У криптона выше энергия ионизации, поэтому его труднее превратить в плазму. Кроме того, при уменьшении размеров установки сложнее обеспечить приемлемую тяговую эффективность. Тем не менее потребность в создании дешевых многоспутниковых группировок заставила разработчиков искать новые решения.

Мировой опыт

В мире такие двигатели уже используют, рассказал Александр Богатый. Например, их применяют в системах управления движением спутников Starlink.

Сейчас специалисты МАИ изготавливают прототип установки и одновременно испытывают отдельные узлы и конструкции. Параллельно инженеры создают системы управления, электропитания, хранения и подачи криптона.

«Разработка позволяет сделать двигательные установки для многоспутниковых группировок малых космических аппаратов доступными», — заключил ученый.