Rysk ultraliten plasmamotor från MEPhI kommer att testas i rymden i slutet av året

Ingenjörer från Moscow Engineering Physics Institute (MEPhI) utvecklar aktivt en ultraliten plasmamotor som är speciellt utformad för nanosatelliter. Huvudproblemet var inte att skapa en motor, utan att få den att fungera fullt ut från ett litet kondensatorbatteri.

Och det var ryssen specialister, och de har framgångsrikt skapat en ultraliten plasmamotor som de vill testa i rymden innan slutet av strömmen årets.

MEPhI

Problemet med nanosatelliter och deras lösning

För närvarande kan vi observera en verklig boom i de så kallade nanosatelliterna - rymdfarkoster, vars vikt inte överstiger 10 kg. Så bara sedan början av 2021 har cirka 150 satelliter av CubeSat -formatet sjösatts i omloppsbana - den mest populära typen av ultrasmå satelliter.

Så de flesta av dessa nanoanordningar används för att sondera jorden, och det största problemet är enheter ligger i det faktum att de sjösätts i omloppsbana genom att korniga kastar ut dussintals av dem från raketen i en plats.

För högkvalitativt arbete måste de fördelas jämnt över banan, vilket innebär att du måste ändra deras hastighet i omloppsbana. För närvarande används nedrullningsbara paneler för att ändra hastigheten och rotera dem vinkelrätt mot satellitens rörelse för maximal retardation, eller parallellt för en liten retardation.

Metoden har en, men en mycket betydande nackdel. På grund av inbromsning tappar satelliter ofta höjd och går oundvikligen ur omloppsbana och brinner upp i atmosfärens täta lager.

Och därför krävs det att ständigt skjuta upp alla nya satelliter för att ersätta de utbrända.

Den enda vägen ut ur denna situation är att installera en miniatyrmotor på satelliten. Här är bara alla befintliga motorer utformade för att fungera på stora rymdfarkoster, och de förbrukar för mycket energi och panelerna på mikrosatelliter kan inte förse dem med el princip. Och flytande motorer är förbjudna av säkerhetsskäl.

Det är därför forskare har kämpat för att skapa miniatyrmotorer så länge och ibland utan resultat.

Ryska ingenjörer har hittat en lösning

Ryska experter föreslog att använda polyacetalplast, inte explosiva föreningar, som bränsle i en plasmamotor. gradvis brinner ut, det omvandlas till plasma, och sedan matas ut från motorn, vilket skapar den nödvändiga dragkraften, som rör mini-satelliten.

För att vara rättvis ska det sägas att tanken på att använda plast inte är ny och föreslogs av Sovjetunionen specialister och testades 1964 på Zond-2 interplanetära station, som skickades till Mars av Sovjetunionen Union.

I den sovjetiska versionen användes inte polyacetal för motorer, utan vanlig fluoroplast. Huvuddragen i detta material var dess höga densitet, men det fanns också en allvarlig nackdel.

Så för användning av fluoroplast i form av bränsle behövs en stor urladdningsström. Om strömmen är otillräcklig, bildas en kolfilm på plastytan, som har utmärkt strömkonduktivitet, vilket innebär att den kan framkalla kortslutning och motorn kommer helt enkelt ur byggnad.

Sovjetiska ingenjörer löste problemet genom att installera stora och kraftfulla pulskondensatorer, men de kan inte användas på mikrosatelliter på något sätt.

Tanken med MEPhI -ingenjörerna var att skapa en motor med måtten 83x83x50 mm, och för att lösa problemet med filmbildning började de leta efter en annan typ av plast. Och under sökningen hittades en polyacetal, som har en kedja (-C-O-C-O-C-), som inte tillåter bildning av kolfilm (en mängd olja eller olja bildas, som inte leder en elektrisk ström och därför inte är farlig för motor).

Dessutom installerades ett externt magnetsystem av kopparspiral på motorn, vilket gjorde det möjligt att begränsa urladdningsströmmen och bibehålla en acceptabel effektivitet hos motorn. Så enligt preliminära beräkningar kan motorresursen vara cirka 1000 timmars drift.

Och slutligen installerades kompakta och lätta kondensatorer.

Utsikter för den ryska motorn

Under de kommande månaderna kommer ingenjörer att fortsätta förfina motorn för att förbättra effektiviteten och öka lagret av plast, och i slutet av året bör motorn testas på två satelliter på plattformen samtidigt OrbitKraft-Pro. Dessutom har utvecklarna redan preliminära avtal med det privata rymdbolaget Sputniks.

Alla tester bör vara klara till sommaren 2022, och efter det kommer det att vara möjligt att prata om serieproduktion av motorer.

Vi önskar lycka till våra specialister och hoppas att de kommer att lyckas, och de flesta av nanosatelliterna kommer att fungera på våra motorer.

Tja, om du gillade materialet, betygsätt det och glöm inte att prenumerera på kanalen. Tack för din uppmärksamhet!