ThrustMe сообщила об успешном первом полете спутника, использующего йодную ионную двигательную установку.
Многие космические аппараты используют ионные электроракетные двигатели, которые отличаются очень слабой тягой, зато расходуют топливо так экономно, что некоторые могут служить годами без перерыва. Это позволяет спутникам подолгу работать на орбите, поддерживая нужную высоту, а дальним зондам — понемногу ускоряться, достигая рекордных скоростей для полетов к другим планетам.
Ионные двигатели создают тягу за счет выброса потока ионизированных частиц, которые ускоряются под воздействием электрического поля. Обычно для этой цели используется ксенон — инертный газ, характеризующийся значительным атомным весом. Однако, ксенон является достаточно редким и дорогим ресурсом, что существенно сужает возможности использования ионных двигателей и стимулирует поиск альтернативных материалов. В качестве наиболее перспективной замены рассматривается йод, обладающий рядом преимуществ: удобство в обращении, безопасность, распространенность и доступная цена.
Разработка йодных двигателей осуществляется российским РКК «Энергия» и Петербургским политехническим университетом ( 1, 2). Французский стартап ThrustMe также ведет разработки в этой области, и в прошлом году отправил свой прототип на орбиту. В свежем номере журнала Nature инженеры публикуют подробный отчет об испытаниях. Полет прошел успешно, и экспериментальный спутник совершил все запланированные маневры, используя новый йодный двигатель.
Двигатель NPT30-I2 был установлен на аппарат CubeSat, запущенный 6 ноября 2020 года. Использование йода вместо ксенона имеет важное преимущество – возможность хранения йода в твердом состоянии. Это позволило создать более простой и компактный двигатель: NPT30-I2 имеет размеры 96 х 96 х 106 миллиметров и вес 1,2 килограмма, включая запас рабочего тела, что позволяет разместить его в стандартном формате CubeSat 1U. В настоящее время ThrustMe разрабатывает более крупную и мощную версию NPT300, предназначенную для более крупных спутников.
Несмотря на успешную работу двигателя, остается неясным, насколько разработчикам удалось устранить его склонность к коррозии, которая со временем может привести к разрушению компонентов. Если такие двигатели смогут функционировать на протяжении многих лет, это может создать значительный рынок. В настоящее время ионные двигатели устанавливаются на многие космические зонды для дальних перелетов и на тысячи околоземных аппаратов, включая многочисленные спутники системы Starlink.