Размер не помеха. В России создают двигатели для наноспутников

Размер не помеха. В России создают двигатели для наноспутников

Малые космические аппараты смогут совершать путешествия к другим планетам и автономно действовать в открытом космосе благодаря создаваемым в Омском государственном техническом университете (ОмГТУ) ускорительным СВЧ-ионным микродвигателям. Об этом сообщила пресс-служба вуза.

Среди спутников, выводимых на орбиту, увеличивается количество сверхмалых космических аппаратов, рассказали в ОмГТУ. Их масса не превышает 100–200 килограммов, некоторые весят значительно меньше и могут поместиться на ладони (пикоспутники и фемтоспутники). Выше пикоспутников в массово-размерном ряду малых космических аппаратов находятся наноспутники (масса от 1 кг до 10 кг). Их перспектива – в применении аппаратов не поодиночке, а группами из десятков единиц, так называемых роев.

Размер не помеха. В России создают двигатели для наноспутников

Широкое развитие класса космических наноспутников – результат поэтапного прогресса в области микроэлектроники. Масса технических средств для зондирования Земли и обеспечения связи снизилась в разы, а в отдельных случаях – в десятки раз.

Однако, обратной стороной компактности ученые называют низкую избыточную мощность системы электропитания наноспутников. Ее недостаточно для подключения к аппарату дополнительных систем, поэтому он малофункционален. Область применения таких образцов ограничивается простыми научными экспериментами для изучения радиационных поясов Земли и студенческими работами профильных университетов, утверждают специалисты.

Из-за отсутствия двигательных систем наноспутники функционируют на орбите не более двух лет, а их траекторию и выполняемые задачи практически невозможно корректировать после запуска.»Для расширения функционала наноспутников мы создаем прототип СВЧ-ионного двигателя с ускорением плазмы в высокочастотном зазоре тороидального резонатора. Данная разработка позволит применить технологии ускорителей элементарных частиц в области космического двигателестроения», – рассказал доцент кафедры «Авиа- и ракетостроение» ОмГТУ Игорь Вавилов.

Ученый уточнил, что базовый элемент конструкции – сверхвысокочастотный твердотельный плазмогенератор и тороидальный резонатор. Плазмогенератор создает высокочастотный разряд холодной плазмы и одновременно является источником электромагнитного излучения. Электромагнитная энергия выводится в объем тороидального резонатора, далее рассеивается на его стенках и в ускоряющем зазоре возникает переменное напряжение.

За счет переменного выброса положительной и отрицательной компонент плазмы из ускоряющего зазора возникает реактивная тяга. То есть генерация плазмы и ее ускорение осуществляется одним и тем же источником энергии, что упрощает технологию и снижает энергопотребление, обратили внимание в ОмГТУ.

Размер не помеха. В России создают двигатели для наноспутников

Контрольно-измерительное оборудование к системе подачи рабочего тела в вакуумную камеру

Размер не помеха. В России создают двигатели для наноспутников

Экспериментальная установка для определения скорости ионного потока времяпролетным методом

Размер не помеха. В России создают двигатели для наноспутников

Подготовка к вакуумированию системыКонтрольно-измерительное оборудование к системе подачи рабочего тела в вакуумную камеруЭкспериментальная установка для определения скорости ионного потока времяпролетным методомПодготовка к вакуумированию системы

«Одно из основных преимуществ технологии в малой величине потребляемой мощности (10 Вт) и простоте конструкции, что позволяет говорить о возможности применения разработки на наноспутниках. Перспектива автономного, регулярного и массового межпланетного перемещения сверхмалых космических аппаратов становится ближе», — пояснил Вавилов.

Обеспечение космических наноаппаратов двигательными системами позволяет решать задачи орбитального маневрирования, разведения аппаратов по орбитам функционирования при групповом запуске, а также приблизиться к реализации задачи построения спутниковых роевых структур. Они объединяют малые возможности каждого аппарата для решения больших научных, военных или хозяйственных задач.

Размер не помеха. В России создают двигатели для наноспутников

По словам исследователя, для испытания прототипов коллективом авторов были разработаны специальные стенды для определения силы тяги и скорости ионизированной струи. Для выявления полной энергии потока специалисты использовали калориметрические методы диагностики, а чтобы узнать параметры плазмы применяли зондовые методы.

Ученый подчеркнул, что на основе данных открытых научных баз предложенный ускорительный СВЧ-ионный микродвигатель не имеет аналогов. В случае введения технологии в промышленность выполнение задач мониторинга различных космических объектов и их исследований станет в разы менее энергозатратным, считает политехник.

Дооснащение материально-технической базы научно-исследовательской лаборатории вуза, в которой реализуется проект, осуществляется в рамках федеральной программы поддержки университетов «Приоритет 2030». Само исследование соответствует стратегическому проекту «Космическая экология» и финансируется Российским научным фондом.

Размер не помеха. В России создают двигатели для наноспутников

Добавить комментарий

Adblock
detector