Российская разработка расширит возможности небольших спутников
Инженеры Московского авиационного института и Самарского университета имени С. П. Королева создали импульсный плазменный двигатель для наноспутников массой до 10 кг. Компактная силовая установка работает на газе и позволит небольшим космическим аппаратам самостоятельно маневрировать и поддерживать орбиту.
Главной особенностью разработки стала гибкая топливная система: газовый баллон не нужно размещать рядом с двигателем — его можно установить в любой свободной части спутника и соединить с силовой установкой тонкими трубопроводами. Такой подход помогает эффективнее использовать ограниченный внутренний объем и увеличить запас рабочего тела.
Двигатель работает за счет электрического разгона плазмы. Для подачи газа инженеры разработали быстродействующий электромагнитный клапан с тонкой магнитной мембраной. Короткий электрический импульс открывает клапан и пропускает небольшую порцию газа в двигатель, а затем мембрана автоматически возвращается в исходное положение под действием давления. Благодаря отсутствию трущихся деталей конструкция должна обладать высоким ресурсом и надежностью.
По расчетам разработчиков, в космосе двигатель сможет работать с частотой 1–2 импульса в секунду. Клапан рассчитан более чем на миллион срабатываний, чего достаточно примерно для 300 часов активных орбитальных маневров.
Новая установка позволит наноспутникам после запуска самостоятельно занимать нужные орбиты, корректировать свое положение относительно других аппаратов и компенсировать постепенное снижение высоты из-за сопротивления разреженной атмосферы.
Особенно перспективной технология выглядит для спутниковых группировок. Несколько компактных аппаратов смогут поддерживать точное взаимное расположение и совместно выполнять задачи, которые раньше требовали одного крупного и значительно более дорогого спутника. Такие системы могут использоваться для наблюдения за Землей, отслеживания циклонов, лесных пожаров, движения льдов, транспорта и грузов.
В будущем разработчики рассматривают еще более амбициозные сценарии. Группы маневренных наноспутников потенциально смогут объединяться в распределенные космические телескопы и антенны, работая как единый интерферометр с базой в тысячи и даже миллионы километров. Подобные системы могут пригодиться для исследования черных дыр, поиска признаков жизни на экзопланетах и регистрации гравитационных волн.
Еще одно возможное направление — наблюдение за Солнцем. Несколько спутников, одновременно следящих за звездой с разных точек, способны формировать объемную картину солнечной активности, что в перспективе может повысить точность прогнозов космической погоды и магнитных бурь.
