Європейське космічне агентство зазнало іонний двигун на повітрі

Європейське космічне агентство (ESA) провело перші в світі випробування електричного двигуна, який використовує в якості "палива" (робочого тіла) молекули розрідженого повітря. Ця технологія відома як Air-Breathing Electric Propulsion або Atmosphere-Breathing Electric Propulsion (ABEP). У перспективі такі двигуни можна встановлювати на супутники, які швидко обертаються на дуже низьких орбітах.

Наприклад, космічний апарат GOCE з іонним двигуном для складання карти земної гравітації 56 місяців працював на висоті 260 км. Його термін життя був обмежений запас ксенону: з собою вдалося взяти лише 40 кг. Коли ксенон закінчився — супутник безсило впав і згорів в атмосфері, а місію довелося завершити. З повітрям таких проблем не буде, тому що навіть у верхніх шарах атмосфери досить молекул кисню. Так що якщо супутник буде змушений зійти з орбіти, то причиною цього стане не нестача палива", а знос компонентів чи інші причини.

Фактично, мова йде про новому класі супутників, які можуть працювати тривалий час на дуже низькій орбіті. І це ще не все. Подібні апарати здатні працювати у верхніх шарах атмосфери інших планет. Наприклад, на вуглекислому газі в атмосфері Марса.

Іонний двигун - тип електричного ракетного двигуна, принцип роботи якого заснований на створенні реактивної тяги на базі іонізованого газу, розігнаного до високих швидкостей в електричному полі. Тут немає рухомих частин, а для створення тяги потрібно лише підвести живлення від сонячних батарей до котушок і електродів. В конструкції двигуна "генератор потоку частинок" забезпечує високошвидкісний потік молекул для системи впуску, розробленої польською компанією QuinteScience. Потім частинки іонізуються і викидаються назовні, створюючи тягу.

Для цього проекту інженери ESA змінили конструкцію іонного двигуна, щоб він міг використовувати молекули кисню в тій концентрації, в якій супутник може їх захопити на висоті 200 км на швидкості 7 км/с.

На першому етапі двигун перевірили на ксенон з генератора пучка частинок. Потім ксенон частково замінили азотно-кисневої сумішшю. Коли колір реактивної струменя з двигуна змінився з ксеноновим блакитний на багрове — стало ясно, що двигун працює на повітрі.

Зрештою, двигун багаторазово запустили чисто на атмосферному газі, щоб довести життєздатність ідеї. Таким чином, використання повітря в ролі "палива" (робочого тіла) для електричного двигуна - це вже не фантастика, а цілком робоча ідея.

Категория: Новости