Швейцарские ученые выступили настоящими швейцарцами, разработав прототип миниатюрного двигателя для компактных космических зондов. При весе около 200 г он вполне способен доставить их хоть до Луны.

Из крохотных сопел ионы вырываются на скорости до 40 тыс. км/ч
Каждую секунду создающее ионы электрическое поле меняет полярность, генерируя равномерно потоки положительно и отрицательно заряженных ионов
Крайне экономный расход топлива позволяет использовать такие миниатюрные топливные баки
Прототип ионного двигателя, который впервые обеспечит наноспутникам свободу передвижения

Прототип представляет собой ни что иное, как знакомый нам ионный двигатель, работающий на ионизированном газе, только упакованный в крохотные размеры. Он идеально подойдет для работы на борту перспективных наноспутников размерами порядка десяти сантиметров, но справиться способен и с более крупными зондами.

«Сегодня наноспутники не имеют собственных двигателей и остаются на той орбите, на которую были изначально выведены, — говорит один из авторов разработки Герберт Ши (Herbert Shea), — Наша цель — освободить их».

Рабочим телом нового двигателя является смесь EMI-BF4, из которой с помощью слабого тока вырабатываются ионы, выбрасываемые из сопел и создающие реактивную тягу. Поступление топлива не требует использования насосов, оно поддерживается капиллярными силами, которые крохотными порциями направляют смесь к массиву миниатюрных кремниевых сопел.

Сопла эти действительно миниатюрны: на квадратном сантиметре их размещается больше тысячи. Однако ионы вырываются из них на вовсе не миниатюрной скорости — до 40 тыс. км/ч, а ежесекундное изменение полярности используемого для их генерации электромагнитного поля обеспечивает равномерное создание положительных и отрицательных ионов.

Впрочем, поток этот достаточно слаб, создавая ускорение порядка 0,1 мм/с

2, так что способен разогнать носитель с 0 до 100 км/ч за 77 часов. Для автомобиля это смешно, однако постоянное ускорение в безвоздушном пространстве космоса может со временем придать зонду более чем внушительную скорость: через шесть месяцев полета он, начав со стартовой скорости 24 тыс. км/ч, достигнет уже 42 тыс. км/ч.

И ничто не помешает ему разгоняться и дальше, ведь одно из важнейших достоинств такого крохотного двигателя — более чем экономный расход топлива. По расчетам разработчиков, на полугодовой полет до Луны потребуется не более 100 мл ионной смеси.

Скорее всего, именно такие ионные двигатели будут устанавливаться на борту спутников представленного недавно проекта CleanSpace One — миниатюрных аппаратов для удаления с орбиты космического мусора (читайте: «Швейцарцы убирают за собой»). Рассматривается возможность их применения также и с наноспутниками, которые проектируются в Нидерландах и которые будут отправлены для изучения обратной стороны Луны. Все возможности для этого имеются: авторы обещают доработать прототип в течение одного года.

По пресс-релизу EPFL