ESA протестировало прямоточный ионный двигатель

Высота орбиты является одним из важнейших параметров любого искусственного спутника Земли. Верхние слои земной атмосферы постепенно тормозят космические аппараты. Чем меньше высота — тем скорее спутник сойдет с орбиты. Единственный способ находиться на низкой орбите в течение длительного срока — использовать двигатели космического аппарата. Например, запущенный в 2009 г. спутник GOCE почти пять лет проработал на орбите высотой всего в 250 км. Аппарат использовал ионный двигатель, работавший на ксеноне.

Принцип работы такого двигателя заключается в ионизации частиц рабочего тела (чаще всего инертного газа) и их разгоне с помощью электростатического поля. Основным достоинством такого типа двигателей является малый расход топлива и продолжительное время функционирования. Недостатком ионного двигателя является ничтожная по сравнению с химическими двигателями тяга. Поэтому такие двигатели в основном используются на небольших аппаратах.

Но, хоть ионный двигатель и намного экономичнее традиционных химических, его ресурс все равно ограничен запасами рабочего тела в баках космического аппарата. Именно это и случилось со спутником GOCE. По исчерпании запасов ксенона, он сошел с орбиты.

Но не исключено, что в будущем ионным двигателям низкоорбитальных аппаратов вовсе не понадобятся запасы горючего. На днях ESA опубликовало пресс-релиз, сообщающий об успешных испытаниях прототипа прямоточного ионного двигателя.

Устройство было построено компанией Sitael. Испытание проходило в вакуумной камере. В первом тесте в качестве горючего использовался ксенон. Затем в газозаборное устройство со скоростью 7.8 км/с начали подавать смесь кислорода с азотом, имитирующую атмосферу на высоте 200 км. В конце испытаний инженеры провели тесты с использованием исключительно воздушной смеси.

Первое фото было сделано, когда двигатель работал на ксеноне. Второе — когда он работал на воздушной смеси.

По словам специалистов, испытание завершилось успехом. Тест открывает дорогу к созданию нового поколения атмосферных ионных двигателей, не требующих запасов рабочего тела. Ими можно будет оснащать не только спутники на низких околоземных орбитах, но и аппараты, исследующие другие тела Солнечной системы с атмосферой, например, Марс или Венеру.