Новый ионный двигатель обладает миниатюрными размерами и в качестве топлива использует жидкий электролит. Он будет применяться для сверхкомпактных спутников в позаземном пространстве космоса.
Устройство и принцип работы ионного двигателя
Свое название данный тип псевдореактивных движителей получил за то, что в качестве реактивной толкающей струи в нем используется поток заряженных частиц – ионов. Тяга такого двигателя крайне мала, однако он может стабильно работать в течение десятилетий на одной заправке. Основная область применения таких устройств – ходовые системы искусственных космических объектов.
Конструктивно ионный двигатель состоит из камеры с газообразным или твердым веществом, обладающим большим количеством свободных ионов. Как правило, это небольшой кусочек радиоактивного материала. Камера экранирована и имеет только один узкий выход для ионов, возле которого установлены электромагнитные ускорители. Они придают потоку ионов конусообразную форму, что и приводит к формированию псевдореактивной струи.
Отличительные черты системы MicroThrust
Разработанная европейскими учеными система MicroThrust отличается крайне компактными размерами и наличием стандартизированных модулей. Она предназначена для массового использования в спутниках класса CubSat – мини-устройствах в виде куба со сторонами 10×10×10 см. Вес двигателя составляет 200 гр., причем 100 гр. приходиться на жидкое топливо.
В его роли выступает электролитический состав EMI-BF4, который помещен в особую емкость. Выходное отверстие этой камеры представляет собой комплекс микрочипов с капиллярной системой. На 1 кв. см. поверхности содержится примерно 5-7 тыс. отверстий, оснащенных кремниевыми соплами – за счет капиллярного эффекта мельчайшие капли электролита постоянно и упорядоченно просачиваются через них вместе с ионами.
Они попадают в двойную систему электродов – первая формирует конусообразную струю, вторая ее ускоряет. Расчетная мощность двигателя составляет 100 микроН, что позволяет системе перемещаться в безвоздушном пространстве со скоростью порядка 11 км/с. А 100-грамового запаса топлива хватит для того, чтобы мини-спутник преодолел расстояние от Земли до Луны. В настоящее время создан прототип двигателя MicroThrust, который проходит испытания, а первый рабочий образец отправиться в космос в течение 3-4 лет.