Швейцарские инженеры из лаборатории EPFL разработали прототип ультракомпактного ионного двигателя, который позволит выводить небольшие спутники за пределы околоземной орбиты. Двигатель MicroThrust отличается простотой конструкции и предназначен для установки на наноспутники весом 1-100 кг.
Двигатель весит всего около 200 грамм вместе с топливом и управляющей электроникой. Его можно устанавливать на наноспутник-мусорщик CleanSpace или на спутники типа OLFAR, которые могут записывать сверхнизкочастотные сигналы на обратной стороне Луны.
Малые спутники сейчас «в моде», потому что их производство и запуск обходятся сравнительно дешево – около полумиллиона долларов, по сравнению с обычными спутниками, которые стоят сотни миллионов. Однако наноспутники в настоящее время не имеют эффективного двигателя, они «прикованы» к Земле и не могут применяться для изучения глубокого космоса. Двигатель MicroThrust решает эту проблему.
Новый двигатель вместо химического горючего использует ионную жидкость EMI-BF4, которая в электронной промышленности используется в качестве растворителя и электролита. Жидкость, состоящая из электрически заряженных молекул (ионов), поступает в тысячи крошечных кремниевых отверстий в сердце двигателя. На выходе из отверстий расположены решетчаты электроды, на которые подается напряжение в тысячу вольт. Мощное электрическое поле извлекает ионы из жидкости и выбрасывает их с огромной скоростью (до 10 км/с), таким образом создается реактивная тяга. MicroThrust создает тягу в 100 микроньютонов и имеет удельный импульс 3000 секунд. Несмотря на то, что для двигателя требуется высокое напряжение, для его питания достаточно солнечных панелей мощностью в несколько ватт.
За шесть месяцев работы MicroThrust способен разогнать наноспутник с 24000 км/ч до 42000 км/час. По расчетам разработчиков, для достижения лунной орбиты 1-кг наноспутнику с двигателем MicroThrust потребуется всего 100 мл топлива.
Пока первый прототип ионного микродвигателя имеет ряд проблем, например, иногда поток ионной жидкости вызывает короткое замыкание. Но специалисты считают MicroThrust выдающимся достижением, которое откроет совершенно новые возможности для изучения глубокого космоса и сделает исследования космического пространства более доступными.