Наука

Російський надмалий плазмовий двигун від МІФІ пройде випробування в космосі до кінця року

Інженери МИФИ (Московський інженерно-фізичний інститут) активно займаються розробкою сверхмалого плазмового двигуна спеціально призначеного для наносупутників. Головною проблемою було не створити двигун, а змусити його повноцінно працювати від малої конденсаторної батареї.Та походу завдання, які вирішували вчені по всьому світу протягом багатьох десятків років, вдалося вирішити саме російським фахівцям, і ними успішно створений надмалий плазмовий двигун, який хочуть випробувати в космосі вже до кінця поточного року.

МИФИМИФИПроблема наносупутників і їх решениеНа поточний момент ми можемо спостерігати справжній бум так званих наносупутників – космічних апаратів, вага яких не перевищує 10 кг. Так тільки з початку 2021 року було запущено на орбіту близько 150 супутників формату CubeSat – найбільш популярний тип надмалих супутників.Так більшість з цих наноаппаратов використовується для зондування Землі, і головна проблема апаратів полягає в тому, що запускають їх на орбіту банально викидаючи десятками з ракети в одному місці.

Для якісної роботи їх потрібно рівномірно розподілити по орбіті, а значить потрібно змінювати швидкість на орбіті. На поточний момент для зміни швидкості застосовують розкриваються панелі і повертають їх перпендикулярно руху супутника для максимального уповільнення або ж паралельно для невеликого уповільнення.Метод має один, але дуже суттєвий недолік.

Унаслідок уповільнення супутники часто втрачають висоту і неминуче сходять з орбіти і згорають у щільних шарах атмосфери.І тому потрібно постійно запускати всі нові супутники на заміну згорілих.Єдиним виходом з такої ситуації є встановлення мініатюрного двигуна на супутник.

От тільки всі існуючі двигуни призначені для роботи на великих космічних апаратах, так і енергії вони споживають занадто багато і панелі на микроспутниках не здатні забезпечити електрикою в принципі. А рідинні двигуни заборонені в цілях безпеки.Ось тому вчені й билися над створенням мініатюрних двигунів так довго і часом безрезультатно.

Російські інженери знайшли решениеСделано в МІФІ. Розмір двигуна — 83×83×50 ммСделано в МІФІ. Розмір двигуна — 83×83×50 ммРоссийскими фахівцями було запропоновано використовувати в плазмовому двигуні в якості палива не вибухонебезпечні з’єднання, а пластик полиацеталь, він поступово вигорить, перетворюється в плазму, а потім викидається з двигуна таким чином створюючи необхідну тягу, яка переміщує міні-супутник.

Справедливості заради слід сказати, що ідея використовувати пластик не нова і була запропонована ще радянськими фахівцями і випробувана в 1964 році на міжпланетної станції «Зонд-2», яка була спрямована на Марс Радянським Союзом.В радянській версії для двигунів використовувався не полиацеталь, а звичайний фторопласт. Головною особливістю цього матеріалу була його висока щільність, але і був серйозний недолік.

Так для використання фторопласту у вигляді палива потрібен великий розрядний струм. Якщо струму буде недостатньо, то на поверхні пластику утворюється вуглецева плівка, яка володіє відмінною провідністю струму, а значить, може спровокувати коротке замикання, і двигун просто вийде з ладу.Радянські інженери вирішили проблему установкою великих і потужних імпульсних конденсаторів, але їх ніяк не можна використовувати на мікро-супутниках.

Космічний апарат Zond 2 під час тестування на Землі. Суспільне надбання, https://ru.wikipedia.

org/w/index.php?curid=4069293Космический апарат Zond 2 під час тестування на Землі. Суспільне надбання, https://ru.

wikipedia.org/w/index.php?curid=4069293Задумка інженерів МІФІ полягала в тому, щоб створити двигун габаритами 83х83х50 мм, а для вирішення проблеми утворення плівки стали шукати інший вид пластику.

І в ході пошуку був знайдений полиацеталь, що володіє ланцюжком (-С-О-С-О-С-), яка не дозволяє в процесі горіння утворюватися вуглецевої плівки (утворюється деяка кількість нафти або масла, яке не проводить електричний струм, а значить небезпечно для двигуна).Крім цього, на двигун була встановлена зовнішня магнітна система з мідної котушки, яка дозволила обмежити розрядний струм і зберегти прийнятну ефективність двигуна. Так, за попередніми розрахунками, ресурс двигуна може скласти близько 1000 годин роботи.

І на кінцевому етапі були встановлені компактні і легкі конденсатори.Перспективи російського двигателяНа протягом наступних місяців інженери будуть проводити доопрацювання двигуна з метою підвищення його ефективності і збільшення запасу пластику, а в кінці року двигун повинен пройти випробування відразу на двох супутниках на платформі «ОрбитКрафт-Про». Крім цього, у розробників вже є попередні домовленості з приватною космічною компанією «Спутникс».

Всі випробування повинні завершитися вже до літа 2022 року і вже після цього можна буде говорити про серійне виробництво двигунів.Побажаємо удачі нашим фахівцям і будемо сподіватися, що у них все вийде, і велика частина нано супутників буде працювати саме на наших двигунах. Ну а якщо вам сподобався матеріал, то оцініть його і не забудьте підписатися на канал.
Спасибі за увагу!

Related posts

Leave a Comment