Новый спутниковый двигатель позволяет использовать в качестве топлива обычный лёд

Идея микроспутников (часто называемых CubeSats) появилась не так давно, однако некоторые учёные считают, что в своей текущей форме они уже достигли предела своих возможностей.

Их объем, как правило, составляет всего около литра, что оставляет крайне мало возможностей для размещения важного оборудования. Но наибольшей проблемой является источник ускорения – на сегодняшний день CubeSats не имеют возможности динамически менять свою траекторию на орбите, а без этого крайне сложно получать от них дополнительную полезную информацию. Однако лаборатория Массачусетского технологического университета разработала решение, которое открывает новые горизонты для инженеров-любителей – космический двигатель, работающий на льду.

Необходимо подчеркнуть, что этот вариант подходит исключительно для микроспутников – лёд даёт очень небольшое ускорение. Новый двигатель получил название «Система ионной электроаэрозольной тяги» (iEPS) и использует естественные условия космоса, чтобы превращать лёд напрямую в водяной пар, минуя жидкую фазу. Направляя молекулы воды на нагретую плоскость, двигатель выбрасывает пар через сопло, что и создаёт необходимое ускорение. Это открывает дорогу к созданию новых усложнённых микроспутников, и даже позволяет представить себе новое направление будущих космических исследований — с помощью роёв крошечных дронов.

По расчётам исследователей из MIT, спутник с размерами CubeSat может достичь скорости убегания с низкой орбиты на резерве топлива всего в 150 миллилитров льда. Это очень небольшой запас, но даже он занимает более 10 процентов всей доступной для CubeSat массы в 1,3 килограмма. Ледяной двигатель – это элегантное и ультралёгкое решение, однако ему по-прежнему необходимо преодолевать сложности дизайна микроспутников.

Но даже с учётом технических ограничений возможности по межпланетному использованию CubeSat захватывают воображение. Когда спутник уже находится на низкой или высокой околоземной орбите, большая часть работы по убеганию из гравитационного колодца Земли им уже проделана – и CubeSat может использовать свой ледяной двигатель, чтобы отправиться в сторону Луны, астероида или даже отдалённой планеты. Выйти на орбиту, скажем, Юпитера, вряд ли представляется возможным, но даже простой запуск в сторону других планет флотилии крошечных спутников может быть невероятно полезным – а учитывая технологию CubeSat это будет ещё и достаточно дёшево.

Миниатюрные спутники будут играть важную роль в будущих космических исследованиях. Вместо запуска одной крупной платформы с десятками научных приборов, зачастую намного эффективнее запустить десятки крошечных платформ с одним прибором на каждой.