Новый электродвигатель для космического корабля впервые испытан на орбите

Для спутников, вращающихся вокруг Земли, использование электричества для ионизации и выталкивания частиц ксенона заставляет их двигаться туда, куда им нужно. Хотя атомы ксенона легко ионизируются и достаточно тяжелы для создания тяги, этот газ редок и дорог, не говоря уже о том, что его трудно хранить.

Благодаря новым исследованиям у нас скоро может появиться альтернатива. Речь идет о йоде.

Компания ThrustMe, специализирующаяся на космических технологиях, уже провела полномасштабную эксплуатацию на орбите спутника, работающего на йодистом газе, и эта технология обещает привести к созданию более эффективных и доступных спутниковых двигательных систем, чем когда-либо прежде.

"Йод значительно более распространен и дешев, чем ксенон, и имеет дополнительное преимущество - его можно хранить в твердом состоянии без давления", — говорит Дмитрий Рафальский, технический директор и соучредитель ThrustMe.

Если ранее наземные испытания йодных двигателей были многообещающими, то их работа в космосе - это самый явный признак того, что это может стать будущим двигателей для малых космических аппаратов - и что наше освоение космоса практически может продолжаться.

Команда использовала йод для заправки 20-килограммового спутника CubeSat с двигателем NPT30-I2, который был запущен 6 ноября 2020 года. Маневры были проведены успешно, и было показано, что эффективность ионизации у йода выше, чем у ксенона.

Помимо преимуществ, о которых мы уже говорили, системы на основе йода могут быть построены в значительно меньших и более простых формах, чем нынешние спутники: в отличие от ксенона и других топливных материалов, йод может храниться на борту в твердой форме до превращения в газ, поэтому нет необходимости в громоздких газовых баллонах высокого давления.

"Успешная демонстрация NPT30-I2 означает, что мы можем перейти к следующему шагу в развитии йодной тяги", — говорит Рафальский.

"Параллельно с космическими испытаниями мы разработали новые решения, позволяющие увеличить производительность, и начали обширную наземную кампанию испытаний на долговечность, чтобы еще больше расширить границы этой новой технологии".

В течение следующего десятилетия на орбиту планируется запустить десятки тысяч спутников, поэтому поиск способов сделать их максимально эффективными и доступными по цене является ключевым фактором, если мы хотим продолжать исследовать и анализировать Землю и окружающую нас Вселенную.

Использование йода для создания более доступных, более эффективных и более компактных спутников имеет множество потенциальных преимуществ для развертывания спутниковых группировок, их обучения избегать друг друга и утилизации по истечении срока службы.

Проблемы остаются: йод сильно подвержен коррозии, поэтому для защиты деталей спутника требуется керамика, а йодные двигатели на данный момент не так отзывчивы, как их ксеноновые аналоги. Тем не менее это большой шаг вперед для данной технологии.

"Публикация этих исторических результатов важна не только для ThrustMe, но и для космической отрасли в целом", — говорит генеральный директор и соучредитель ThrustMe Ане Аанесланд.

"То, что наши результаты прошли рецензирование и находятся в открытом доступе, дает сообществу дополнительную уверенность и помогает создать эталон в отрасли".

Исследование было опубликовано в журнале Nature.