5 апреля 2012 0:14

Представители швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) объявили о том, что в их лабораториях закончено создание первого сверхкомпактного ионного двигателя, с помощью которого крошечные наноспутники смогут покинуть орбиту Земли и отправиться в дальний космос. Цель, которую преследовали ученые и инженеры, создавая новый двигатель, заключается в существенном уменьшении затрат на проведение исследований в космосе.

Самой большой проблемой современных наноспутников, некоторое количество которых уже находится на околоземной орбите, является отсутствие компактной и эффективной двигательной установки, которая позволит им передвигаться самостоятельно, выполняя исследовательские задачи или миссии наблюдения. «Все современные наноспутники застревают на околоземной орбите, не имея возможности передвижения. Это весьма ограничивает их области применения» — рассказывает Герберт Шеа (Herbert Shea), координатор европейского проекта MicroThrust и директор лаборатории микросистем и космических технологий EPFL.

Новый ионный двигатель разработан для установки на спутниках, размерами до 10х10х10 сантиметров, несмотря на его компактность, он чрезвычайно эффективен. Опытный образец двигателя весит всего 200 грамм, куда входит вес электронной системы управлении и контроля и, так же, вес топлива. Топливом для нового двигателя является специальная «ионная жидкость» — химическое соединение EMI-BF4, которое обладает одновременно свойствами растворителя и электролита. Это топливо не сжигается, оно просто выбрасывается наружу с высокой скоростью, поток ионов испускается с помощью множества крошечных кремниевых капилляров, количество которых составляет 1000 на один квадратный сантиметр.

Ионы отрываются от кончика капилляра и ускоряются с помощью электрического поля, вырабатываемого электродом, находящимся под потенциалом в 1000 Вольт. После этого поток разогнанных ионов выбрасывается наружу через специальное сопло в задней части спутника. Каждую секунду меняется полярность электрического потенциала разгонного электрода, что позволяет использовать все ионы, положительно и отрицательно заряженные.

За шесть месяцев ускорения с помощью такого ионного двигателя, микроспутник разгонится от скорости в 24 тысячи километров в час (скорость запуска спутника) до скорости в 42 тысячи километров в час. Ускорение, обеспечиваемое тягой ионного микродвигателя, очень мало, около одной десятой миллиметра за секунду в квадрате. Такое ускорение обеспечивает разгон от 0 до 100 км/ч за 77 часов времени. «Мы просчитали, что для того, что бы спутник весом в 1 килограмм мог достигнуть лунной орбиты с помощью нашего микродвигателя потребуется потратить всего 100 миллилитров топлива. А время, которое уйдет на такой перелет, составит около шести месяцев» — рассказывает Мюриэл Ричард (Muriel Richard), ученый из Швейцарского космического центра EPFL.

Первым спутником, который получит новый ионный двигатель, станет спутник CleanSpace One, который будет захватывать космический мусор и толкать его в сторону Земли, выполняя функцию космического чистильщика.