Атмосферный плазменный двигатель для спутников предложил аспирант из Штутгарта

Новая разработка в области космических двигателей может решить проблему длительной работы спутников на сверхнизких орбитах. Исследователь из Штутгартского университета Франческо Романо предложил конструкцию плазменного двигателя, использующего в качестве топлива разреженный воздух верхних слоёв атмосферы. Об этом рассказывает издание MiraNews.

Идея основана на технологии атмосферно-дыхательных электроракетных двигателей (ABEP), которые забирают воздух перед аппаратом и превращают его молекулы в плазму, создающую тягу. Однако на практике такие системы сталкиваются с серьёзными препятствиями, в том числе с агрессивным атомарным кислородом, который разрушает металлические компоненты двигателей.

В ходе экспериментов Романо сравнил три варианта воздухозаборника. Наилучшие результаты показал «зеркальный заборник» в виде параболического зеркала с покрытием из графита или диоксида кремния: он собирал около 94,3% частиц воздуха, а при наклоне на 15 градусов эффективность снижалась лишь на 8%.

Для создания двигателя автор использовал антенну типа birdcage, аналогичную применяемым в МРТ-сканерах. Это позволило добиться того, что 99% подводимой электрической мощности попадало в двигатель, а создаваемое магнитное поле выбрасывает плазму в виде квазинейтральной струи, что исключает необходимость в нейтрализаторе.

Согласно расчётам, представленным в диссертации, такой двигатель мог бы неограниченно долго работать на высоте от 190 до 250 километров, потребляя менее 1,6 киловатта. Кроме того, он потенциально применим в атмосфере Марса, где смог бы поддерживать аппарат на высоте 120–160 километров.

Пока нет гарантий, что двигатель выйдет за пределы лаборатории, но при снижении рисков и доказательстве работоспособности в реальной миссии у него есть перспективы коммерческого применения.