Ученые НИЯУ МИФИ разрабатывают коллоидные двигатели для космических аппаратов

 

Силовые установки создаются с применением технологий 3D-печати и предназначены для позиционирования миниатюрных космических аппаратов в составе роев, вывода наноспутников на окололунные орбиты и борьбы с космическим мусором.

Аванпроект электрических коллоидных ракетных двигателей подготовлен инженерами Национального исследовательского ядерного университета МИФИ и университетского инновационного предприятия «Спутниковые технологии и астроразработки» (СТАР). Разрабатываемые силовые установки предполагается устанавливать на космические аппараты формата CubeSat. Реактивной массой в таких двигателях служат ионные жидкости — расплавы солей, разгоняемые электрическими полями.

«Разгон плазмы электричеством — наиболее эффективный способ ускорения рабочего тела до высоких скоростей. В отличие от традиционных двигателей, где скорость истечения реактивной струи ограничена энергией химической реакции, для плазменного потока такого потолка не существует. В результате силовые установки способны разгонять аппараты до десяти-двадцати километров в секунду и более. Такие скорости открывают новые горизонты для космических исследований. Электродвигатели на ионной жидкости позволяют значительно увеличивать скорость выброса рабочего тела. Это в разы повышает их возможности. В частности, расчеты показывают, что кубсату из двенадцати юнитов с коллоидным двигателем по силам перелететь с геостационарной околоземной на окололунную орбиту. Сейчас ракеты на геостационар запускают регулярно. Если попутно доставить туда небольшой аппарат, который сам доберется до окрестностей Луны, это значительно снизит стоимость таких миссий», — рассказал изданию «Известия» главный конструктор, старший преподаватель кафедры физики плазмы Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Игорь Егоров.

«Коллоидные двигатели могут обладать хорошими параметрами по удельному импульсу тяги (500-1500 с) и самому значению тяги (до 200 мкН/Вт). Также они используют доступные материалы в качестве рабочего тала. В связи с особенностями конструкции агрегаты можно изготавливать с помощью 3D-печати», — рассказал генеральный директор научно-производственного предприятия «Звезда» Александр Сенкевич.

До конца текущего года ученые намерены подтвердить заложенные в конструкцию двигателя параметры и создать лабораторный образец установки, а затем заняться серийным производством. Проект реализуется с привлечением частных инвестиций.

«С развитием новых технологий космос становится доступным не только крупным государственным структурам, но и частному сектору, вузам и научным институтам. С их стороны наблюдается интерес к малым спутникам и двигателям. Потребность российского рынка — порядка семидесяти таких устройств в год», — прокомментировал руководитель проекта, директор Центра космических исследований и технологий НИЯУ МИФИ, генеральный директор компании «СТАР» Евгений Степин.

Малое инновационное предприятие ООО «СТАР» создано при Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ» в 2024 году. Задача предприятия — серийное производство двигательных установок, включая плазменные, предназначенных для нано- и микроспутников формата CubeSat, а в перспективе и для космических аппаратов большей массы и размеров.

На иллюстрациях выше показано главное к текущему моменту изделие компании — плазменная двигательная установка VERA (Volume-Effective Rocket-propulsion Assembly), разработанная в лаборатории плазменных ракетных двигателей НИЯУ МИФИ. Три запущенных в космос аппарата уже оснащались двигательными установками VERA, а том числе собственный спутник НИЯУ МИФИ «Святобор-1», предназначенный для дистанционного зондирования Земли в части наблюдения и контроля лесных пожаров. 

Источник: https://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/ucenye-niyau-mifi-razrabatyvayut-kolloidnye-dvigateli-dlya-kosmiceskix-apparatov