Eврoпeйскoe кoсмичeскoe aгeнтствo (ESA) прoвeлo пeрвыe в мирe испытaния элeктричeскoгo двигaтeля, кoтoрый испoльзуeт в кaчeствe "тoпливa" (рaбoчeгo тeлa) мoлeкулы рaзрeжeннoгo вoздуxa. Этa тexнoлoгия извeстнa кaк Air-Breathing Electric Propulsion или Atmosphere-Breathing Electric Propulsion (ABEP). В пeрспeктивe тaкиe двигaтeли мoжнo устaнaвливaть нa спутники, кoтoрыe быстрo врaщaются нa oчeнь низкиx oрбитax.

Читaй тaкжe: В кoсмoс улетят с новым газовым двигателем

Например, космический аппарат GOCE с ионным двигателем для составления карты земной гравитации 56 месяцев работал на высоте 260 км. Его срок жизни был ограничен запасом ксенона: с собой удалось взять всего 40 кг. Когда ксенон закончился — спутник бессильно упал и сгорел в атмосфере, а миссию пришлось завершить. С воздухом таких проблем не будет, потому что даже в верхних слоях атмосферы достаточно молекул кислорода. Так что если спутник будет вынужден сойти с орбиты, то причиной этому станет не недостаток "топлива", а износ компонентов или иные причины. 

Фактически, речь идёт о новом классе спутников, которые могут работать очень продолжительное время на очень низкой орбите. И это ещё не всё. Подобные аппараты способны работать в верхних слоях атмосферы других планет. Например, на углекислом газе в атмосфере Марса.

Испытания двигателя

Читай также: Китай испытал "невозможный двигатель" в космосе

Ионный двигатель — тип электрического ракетного двигателя, принцип работы которого основан на создании реактивной тяги на базе ионизированного газа, разогнанного до высоких скоростей в электрическом поле. Здесь нет движущихся частей, а для создания тяги нужно только подвести питание от солнечных батарей к катушкам и электродам. В конструкции двигателя "генератор потока частиц" обеспечивает высокоскоростной поток молекул для системы впуска, разработанной польской компанией QuinteScience. Затем частицы ионизируются и выбрасываются наружу, создавая тягу.

Для этого проекта инженеры ESA изменили конструкцию ионного двигателя, чтобы он мог использовать молекулы кислорода в той концентрации, в какой спутник может их захватить на высоте 200 км на скорости 7 км/с.

На первом этапе двигатель проверили на ксеноне из генератора пучка частиц. Затем ксенон частично заменили азотно-кислородной смесью. Когда цвет реактивной струи из двигателя сменился с ксеноновой голубой на багровую — стало ясно, что двигатель работает на воздухе.

В конце концов, двигатель многократно запустили чисто на атмосферном газе, чтобы доказать жизнеспособность идеи. Таким образом, использование воздуха в качестве "топлива" (рабочего тела) для электрического двигателя — это больше не фантастика, а вполне рабочая идея.

magne1906