Уникальная двигательная система для космических аппаратов сочетает в себе преимущества как химических, так и электрических двигателей. Основная особенность технологии заключается в наличии единого топлива, которое может использоваться с обоими типами двигателей.
До настоящего времени космические аппараты применяли различные типы топлива для химических и электрических двигателей, что требовало наличия отдельных систем хранения и существенно увеличивало массу спутника. Разработка специалистов Массачусетского технологического института (MIT) при поддержке экспертов NASA может кардинально трансформировать возможности малых космических устройств, позволяя им выполнять как быстрые маневры, так и медленные точные корректировки траектории, используя одно топливо для всех двигателей.
«Если вам удастся объединить химическую и электрическую двигательные системы в одном компактном корпусе, вы получите преимущества обеих технологий, — отмечает ведущий автор исследования Амелия Бруно. — Это обеспечит возможность запуска малых спутников для проведения большего количества научных исследований, наблюдений и увлекательных миссий на более доступной и экономичной платформе».
Электроспрей-двигатели представляют собой крошечные устройства, размером примерно с монету. Они применяют электрическое поле для зарядки частиц специального топлива и выбрасывают их наружу, создавая тягу. Такие двигатели отличаются высокой экономичностью и идеально подходят для длительных межпланетных перелетов и очень точных маневров. Химические двигатели, напротив, обеспечивают мощный и резкий толчок — для быстрого разгона, торможения или изменения орбиты.
Основой данной разработки стало специальное топливо ASCENT, разработанное ВВС США для химических двигателей как безопасная альтернатива высокотоксичному гидразину. Это вещество представляет собой ионную жидкость, которая сохраняет текучесть даже в космическом вакууме и при широком диапазоне температур.
Специалисты MIT решили исследовать, подходит ли топливо ASCENT для электроспрей-двигателей и провели серию экспериментов, тестируя их в вакуумной камере, имитирующей условия космоса. Двигатели работали непрерывно до 100 часов, демонстрируя производительность, сопоставимую с традиционными электрическими топливами.
Теперь, когда установлено, что одно и то же топливо подходит как для химических, так и для электрических двигателей, NASA готовит миссию Green Propulsion Dual Mode, запуск которой намечен на ноябрь этого года. Небольшой спутник формата CubeSat, размером с портфель, оснастят одним химическим и четырьмя электроспрей-двигателями, которые будут получать питание из одного топливного бака. Это станет первым в мире экспериментом с «общим баком» для двух различных систем тяги на малом космическом аппарате.
