Европейската космическа агенция съобщи за първото изпитване на двигател с раменен йон, използващ въздух от околната атмосфера като гориво. В съобщение за печата, публикувано на официалния сайт на агенцията, се казва, че в бъдеще такива двигатели могат да се използват в малки спътници, което ще им позволи да работят почти неограничен период от време в орбита с надморска височина от 200 километра или по-малка.
Йонните двигатели се основават на принципа на йонизация на газовите частици и тяхното ускорение с помощта на електростатично поле. Поради конструктивните характеристики газовите частици в такива двигатели се ускоряват до много по-високи скорости, отколкото в химическите двигатели. Йонните двигатели са способни да създават много по-висок специфичен импулс и да показват по-малък разход на гориво, но имат един съществен недостатък - създават изключително ниска тяга в сравнение с конвенционалните химически двигатели. Ето защо сега йонните двигатели рядко се използват на практика. Последните примери за тяхното използване включват може би космическия кораб „Зората“, който в момента е в орбита на планетата джудже Церера, и мисията BepiColombo за изследване на Меркурий, която ще започне в края на 2018 г.
Диаграма на двигател с раменен въздушен йон.
Използваната днес стандартна конфигурация на йонните тласкачи предполага доставката на гориво, което обикновено е ксенонов газ. Но има и концепцията за ramjet йонни двигатели, която никога не е била използвана в реални космически мисии. Тя се различава от конвенционалните йонни двигатели по това, че източникът на гориво не е ограничена доставка на газ, който трябва да бъде зареден в резервоара преди изстрелването, а директно въздух от земната атмосфера или друго тяло с атмосфера.
На теория малък космически кораб, оборудван с такъв двигател, може да бъде на ниска орбита почти завинаги с надморска височина от 150 километра. В този случай атмосферното спиране ще се компенсира от тягата на двигателя, която извлича въздух от тази атмосфера.
Още през 2009 г. Европейската космическа агенция пусна спътника GOCE, който благодарение на постоянно включен йонен двигател с доставка на ксенон е в орбита на 255 километра от близо пет години. В резултат на експеримента ESA реши да започне разработването на концепция за раметономен йонен двигател за подобни спътници с ниска орбита.
Инсталация за вземане на проби за газ.
Промоционално видео:
Тест на йонния двигател с ксенон като гориво.
Прототипът е тестван във вакуумна камера. Първоначално в инсталацията се подава ускорен ксенон. Като част от втората част на експеримента в системата за поемане на газ се подава смес от кислород и азот, която симулира атмосферния състав на надморска височина от 200 километра. В последната част от теста инженерите използваха смес от чист въздух, за да тестват функционалността на системата в основния режим.
Тест на йонния двигател с въздух като гориво.
Николай Хижняк