Ученые Московского авиационного института и Московского физико-технического института собрали первый в России плазменный двигатель малой мощности. Двигатель работает на криптоне и предназначен для высокоточного управления спутниками на низких околоземных орбитах.
В основе разработки — плазменный двигатель на эффекте Холла. В нем электрическое поле ускоряет ионы газа, которые создают реактивную тягу. Это позволяет получать большие скорости при малом количестве рабочего вещества. В качестве базового топлива для таких двигателей используется ксенон. Он легко ионизируется и обеспечивает высокую тягу, но его мировое производство составляет лишь несколько десятков тонн в год.
В качестве альтернативы ксенону исследователи выбрали криптон. Его получают в больших объемах и он дешевле в 5–10 раз. Однако у криптона есть свои проблемы, мешающие массовому использованию. Например, у него выше энергия ионизации, поэтому его труднее превратить в плазму, а при уменьшении размеров установки сложнее обеспечить приемлемую тяговую эффективность.
Потребность в создании дешевых многоспутниковых группировок заставила разработчиков искать новые решения. В МАИ проводили большое количество исследований в этом направлении, что позволило перейти к созданию реальных образцов. Сейчас специалисты изготавливают прототип установки и одновременно испытывают отдельные узлы и конструкции. Параллельно инженеры создают системы управления, электропитания, хранения и подачи криптона.
Работы по созданию нового двигателя начали в 2025 году. Исполнители проекта — научные сотрудники, аспиранты, студенты, инженеры и рабочие МАИ и НИИ ПМЭ МАИ. Индустриальным партнером, который организует производство двигателей, выступила компания «Орбитек».
Разработанная учеными установка позволит:
- выполнять маневры по поддержанию орбитальной высоты,
- уходить от столкновений с космическим мусором,
- контролируемо сводить аппарат с орбиты в конце срока службы.
В космосе двигатель сможет работать до семи лет. Ресурс агрегата рассчитан на многократное включение, выключение и создание тяги в течение не менее 7500 часов. Конструкция спроектирована с расчетом на серийное производство, что должно обеспечить относительно невысокую стоимость.
