Двигун майбутнього: космічний корабель з іонною тягою на йоді

Група дослідників з ThrustMe спільно з колегами з Університету Сорбонни успішно протестувала використання йоду як іонізуючого агента в іонному двигуні космічного апарату.


Двигуни для космічних кораблів роблять надмірно потужними. Але вчені придумали спосіб підвищити їх ефективність.

Прискорювачі, які використовуються для запуску ракет, не ідеальні для космічних апаратів - вони дуже потужні, але також дуже неефективні. Орбітальним космічним апаратам така потужність і зовсім не потрібна - їх просто потрібно час від часу підштовхувати, щоб утримати на потрібній орбіті. Для таких апаратів іонні двигуни виявилися кращою альтернативою. Вони забезпечують імпульс за рахунок викиду іонів.

Іони створюються при відриві електронів від нейтрального атома - зараз, як правило, для цієї мети використовують атоми ксенона. Енергію для іонізації палива отримують за допомогою сонячних батарей.

Йод і раніше пропонували в якості заміни ксенону, але ця ідея завжди відкидалася через його корозійну активність. Дослідники ж розробили спосіб запобігання корозії і перевірили свої ідеї на реальному космічному апараті C^ Sat, що обертається навколо Землі протягом останніх двох років. Випробувальний апарат невеликий - кожна сторона всього 10 сантиметрів в поперечнику і важить всього 1,2 кілограма.

Щоб подолати проблему корозії, дослідники використовували керамічні матеріали, а також зберігали хімічну речовину в твердій формі. Однією з його переваг є легкість сублімації.

Йод нагрівається за допомогою електроенергії від сонячної панелі супутника C^ Sat і знаходиться в резервуарі, який безпосередньо з'єднаний з іонізаційною камерою. У ній газ бомбардується електронами, в результаті чого утворюється плазма. Іони в плазмі далі прискорюються електричною сіткою, створюючи тягу. Така конструкція виявилася ефективнішою за своїх попередників.

Стаття опублікована в журналі Nature.