Европейское космическое агентство испытало двигатель, работающий на воздухе

Европейское космическое агентство отчиталось о проведении первого испытания прямоточного ионного двигателя, использующего в качестве топлива воздух из окружающей атмосферы. В опубликованном на официальном сайте агентства пресс-релизе сообщается, что в перспективе подобные двигатели могут быть использованы в небольших спутниках, которые позволят им работать практически неограниченное количество времени на орбите высотой 200 и менее километров.

Европейское космическое агентство испытало двигатель, работающий на воздухе

Европейское космическое агентство испытало двигатель, работающий на воздухе



В основе ионных двигателей лежит принцип ионизации частиц газа и их разгон с помощью электростатического поля. Благодаря конструктивным особенностям частицы газа в таких двигателях разгоняются до значительно больших скоростей, чем в химических двигателях. Ионные двигатели способны создавать гораздо больший удельный импульс и показывают меньший расход топлива, но обладают одним существенным недостатком – создают крайне малую тягу, по сравнению с обычными химическими двигателями. Именно поэтому сейчас ионные двигатели крайне редко используются на практике. Среди последних примеров их использования можно выделить разве что космический аппарат «Dawn», в настоящий момент находящийся на орбите карликовой планеты Цереры, а также аппарат миссии BepiColombo по исследованию Меркурия, которая начнется в конце 2018 года.

Европейское космическое агентство испытало двигатель, работающий на воздухе

Европейское космическое агентство испытало двигатель, работающий на воздухе

Стандартная конфигурация используемых сегодня ионных двигателей подразумевает наличие запаса топлива, в качестве которого, как правило, выступает газ ксенон. Но есть и концепция прямоточных ионных двигателей, которая в реальных космических миссиях никогда не применялась. Она отличается от обычных ионных двигателей тем, что в качестве источника топлива выступает не конечный запас газа, который нужно загружать в бак перед запуском, а непосредственно воздух из атмосферы Земли или другого тела, обладающего атмосферой.

Европейское космическое агентство испытало двигатель, работающий на воздухе

Европейское космическое агентство испытало двигатель, работающий на воздухе


В теории небольшой аппарат, оснащенный таким двигателем, сможет практически вечно находиться на низкой орбите с высотой от 150 километров. При этом компенсация атмосферного торможения будет осуществляться тягой двигателя, производящего забор воздуха из этой атмосферы.

Европейское космическое агентство еще в 2009 году запустило спутник GOCE, который благодаря постоянно включенному ионному двигателю с запасом ксенона пробыл на 255-километровой орбите почти пять лет. По результатам эксперимента ЕКА приняло решение заняться разработкой концепта прямоточного ионного двигателя для аналогичных низкоорбитальных спутников.

Европейское космическое агентство испытало двигатель, работающий на воздухе

Европейское космическое агентство испытало двигатель, работающий на воздухе

Испытания прототипа проходили внутри вакуумной камеры. Изначально в установку подавали ускоренный ксенон. В рамках второй части эксперимента в газозаборную систему начали подавать смесь кислорода с азотом, которая имитировала атмосферный состав на высоте 200 километров. В последней части испытаний для проверки работоспособности системы в основном режиме инженеры использовали чистую воздушную смесь.


Поделиться:

Читайте также: