Двигател за миниатюрни сателити работи с вода, дълъг е само 2 см

Ракетният двигател за кубсати се побира на върха на пръста
(снимка: Imperial College/ESA)

Впечатляваща разработка представиха учени от Имперски колеж в Лондон. Те са създали миниатюрен ракетен двигател, задвижван от електрозира, катализирана с иридий. Двигателят е предназначен за използване в малки сателити.

Наречен ICE-Cube Thruster (Iridium Catalysed Electrolysis CubeSat Thruster), двигателят е толкова малък, че направата му е възможна по метод, който се използва в производството на полупроводникови чипове, отбелязва New Atlas в публикация за разработката.

До 90% от космическите изстрелвания са на сателити с форма на кубчета и тегло до 10 кг в ниска околоземна орбита (LEO) – т.нар. кубсати (CubeSat). Много от тях са колкото смартфон и за разработчиците е доста трудно да създадат компоненти за миниатюрен космически кораб.

Едно от най-сериозните предизвикателства е изготвянето на ракетни двигатели за малки сателити от типа на кубсатите. В случая двигателите трябва да бъдат не само малки, но и възможно най-прости, без вакуум, с ниска мощност и да не използват токсични материали.

Двигателят ICE-Cube Thruster, чиято разработка е финансирана от Европейската космическа агенция (ESA), е дълъг приблизително 2 сантиметра, а горивната му камера и дюзата – само 1 мм. За да работи такъв двигател, са необходими само 20 W мощност.

По време на тестовите изпитания двигателят е генерирал 1,25 милинютона тяга при специфичен импулс от 185 секунди на постоянна основа. За сравнение, това е половин милиард пъти по-малко от тягата на двигателите, използвани в космическите совалки.

Този микромотор обаче е уникален не със своята тяга, а с факта, че използва обикновена вода като гориво, което е възможно най-невзривоопасното и незапалимо гориво. Под въздействие на електрически ток възниква електролиза, водата се разделя на водород и кислород, които се подават в горивната камера за запалване, създавайки тяга за маневриране на сателита.

Използването на вода е не само много екологично, но и намалява общото тегло на устройството, тъй като не са необходими сложни системи за нейното съхранение и доставка.

Въпреки това, направата на горивната камера и дюзата за двигателя изисква използване на технологии от микроелектрониката и микроелектромеханичните системи (MEMS), които обикновено се прилагат в обработка на силициеви пластини за производство на чипове с точност под микрометър.

Тази необикновена разработка доказва своята жизнеспособност в тестовите изпитания, но по-важното е, че е мащабируема и открива пътя за масово производство на миниатюрни тягови устройства.