Разработки в области космических технологий продолжаются стремительными темпами, и одним из наиболее захватывающих направлений становится создание новых систем пропulsии. Учёные с MIT представили концепцию двигательной установки, которая сочетает преимущества как химических, так и электрических двигателей, что открывает новые возможности для миниатюрных космических аппаратов, таких как CubeSats.
ИННОВАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПРОПУЛЬСИИ
Данная технология предоставляет решение критической проблемы, с которой сталкивались инженеры: необходимость выбора между мощными, но недолговечными химическими ракетами и более экономичными, но менее мощными электрическими двигателями. Новая система включает в себя электроспрейный двигатель, использующий новый «зеленый» ракетный гептил, и возможность переключения на химический двигатель по мере необходимости. Эта комбинация позволяет обеспечивать как высокую тягу, так и длительное время работы.
ПРЕИМУЩЕСТВА НОВОГО ГЕПТИЛА
Традиционное ракетное топливо, такое как гидразин, строго контролируется из-за своей токсичности и коррозионных свойств. В ответ на эти ограничения администрация ВВС США разработала Advanced Spacecraft Energetic Non-Toxic propellant (ASCENT) как более безопасную альтернативу. Это топливо, представленное в виде ионной жидкости, не только безопаснее в обращении, но и обеспечивает на 50% большую удельную импульсность по сравнению с гидразином. ASCENT уже успешно тестировалось в рамках миссии Green Propellant Infusion Mission (GPIM) в 2019 году.
ЭЛЕКТРОСПРЕЙНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Электроспрейные двигатели, которые разрабатываются в лаборатории MIT, могут значительно упростить систему управления малогабаритными космическими аппаратами. Вместо сжигания топлива, они извлекают заряженные ионы из жидкости и выбрасывают их в космос, обеспечивая не только высокую эффективность, но и стабильный поток тяги. При тестировании нового топлива ASCENT в условиях вакуума с использованием магнитной левитации, исследователи смогли добиться устойчивого вращения имитации спутника в течение 100 часов.
ПЕРСПЕКТИВЫ ГИБРИДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
С использованием новой системы CubeSat смогут с эффективно перемещаться по орбитам на дальние расстояния, такие как к Марсу или Юпитеру. На более близких расстояниях возможно использование химического двигателя для быстрой коррекции траектории или маневрирования. Это создаёт новые возможности для научных исследований и миссий с малым бюджетом.
Предстоящая миссия Green Propulsion Dual Mode (GPDM), запланированная на ноябрь, будет первой, где протестируют систему на CubeSat 6U, который получит как химический, так и электроспрейный двигатели. Успех этой миссии может стать подспорьем для будущего применения гибридных двигателей в космических аппаратах.
Ключевые технологии, подобные этой, необходимы для выполнения более сложных и многофункциональных миссий, которые смогут охватить различные объекты нашей Солнечной системы. Развитие таких систем propulsии открывает широкий фронт возможностей для будущих космических исследований и инновационных решений в этой области.
