В России создали маломощный плазменный двигатель на криптоне для малых спутников

Команда исследователей Московского авиационного института совместно с МФТИ завершила разработку первой в России маломощной плазменной установки, рассчитанной на использование криптона в качестве рабочего газа. Двигатель предназначен для небольших спутников, размещаемых на низкой околоземной орбите, где требуется длительная и экономичная коррекция траектории.

Принцип работы

В основе конструкции лежит Hall‑эффект: электрическое поле и магнитное поле ионизируют газ, после чего ускоренные ионы образуют реактивную тягу. Такой тип двигателей характеризуется небольшим расходом рабочего вещества и способностью обеспечивать непрерывную тягу в течение длительного периода.

Традиционно в Hall‑двигателях используют ксенон – газ, легко ионизируемый и обладающий высокой удельной импульсной эффективностью. Однако ксенон дорог и имеет ограниченные поставки, что повышает стоимость спутниковых миссий.

Криптон, в отличие от ксенона, производится в больших объёмах и, по оценкам разработчиков, стоит в 5–10 раз дешевле. Это делает его привлекательным альтернативным топливом, особенно для массовых коммерческих и государственных группировок спутников.

Использование криптона сопряжено с техническими трудностями: его ионизация требует больше энергии, а в компактных установках сложнее достичь тех же параметров тяги и энергетической эффективности, что у ксеноновых аналогов. Тем не менее команда смогла решить эти задачи, создав двигатель, способный работать не менее 7 500 часов при многократных включениях‑выключениях.

Заявленный ресурс установки позволяет эксплуатировать её до семи лет, что покрывает весь срок службы большинства малых спутников. Благодаря возможности регулировать орбиту, аппараты смогут поддерживать заданную высоту, выполнять маневры уклонения от космического мусора и, по окончании миссии, контролируемо спускаться в атмосферу.

Работы над проектом стартовали в 2025 году. В настоящее время изготовлен прототип, проходят испытания отдельных узлов, а также разрабатываются системы электропитания, управления и подачи криптона. Производственным партнёром выступает компания «Орбитек», а за электронику и системы управления отвечает АО «АВЭКС».

Подобные криптоновые двигатели уже применяются в ограниченном масштабе за пределами России: компании Busek и Astra поставляют их для систем управления спутниками сети Starlink. Российская разработка открывает возможность локального производства аналогичных систем, что может снизить зависимость от импортных технологий.

По словам учёных, дальнейшее совершенствование конструкции планируется с учётом серийного выпуска, что позволит предложить более доступные решения как для коммерческих операторов, так и для государственных программ, направленных на поддержание орбитального пространства.

Источник: 3DNews