Двонаправлений плазмовий двигун: японське рішення для боротьби з космічним сміттям
На низькій навколоземній орбіті (НОО) нині перебуває понад 14 000 уламків космічного сміття. Це непрацюючі супутники, відпрацьовані ступені ракет і уламки після зіткнень, які на швидкостях понад 7 км/с можуть завдати нищівної шкоди діючим апаратам. Загроза ланцюгової реакції відомої як «синдром Кесслера» стає дедалі реальнішою: одне зіткнення може спричинити десятки нових уламків, що зробить цілі орбітальні зони непридатними для польотів.
Новий підхід з Японії
Дослідник з Університету Тохоку Казунорі Такахаші представив концепцію «безелектродного плазмового двигуна з двонаправленим викидом плазми», яка пропонує безконтактне видалення космічного сміття.
«Це досягнення являє собою значний технологічний прогрес на шляху до розробки рушійної системи, здатної ефективно і безпечно видаляти космічне сміття», – зазначає Такахаші.
Ідея полягає в тому, що супутник із таким двигуном спрямовує плазмовий вихлоп на уламок, гальмуючи його й змушуючи зійти з орбіти та згоріти в атмосфері.
Подолання проблеми віддачі
Попередні спроби реалізувати подібний метод зазнавали труднощів: сила віддачі плазмового потоку відштовхувала сам апарат від цілі. Новий двигун вирішує це завдяки двом плазмовим потокам, які викидаються одночасно:
перший – у бік космічного сміття,
сповільнюючи його;
другий – у протилежному напрямку, компенсуючи віддачу.
Таким чином супутник залишається стабільним і може прицільно впливати на уламок.
Концептуальна схема методу видалення космічного сміття за допомогою двонаправлених плазмових двигунів ©Університет Тохоку
Посилення магнітним полем
Для підвищення ефективності команда додала спеціальне магнітне поле, яке утримує та фокусує плазму. У лабораторних випробуваннях у вакуумі це дало трикратне збільшення сили гальмування порівняно з попередніми експериментами.
Ще однією перевагою є використання аргону – доступного та дешевого інертного газу, який може замінити традиційний ксенон у плазмових двигунах. Це робить систему більш економічною та придатною для широкого використання.
https://youtu.be/eeQnv_IWttw
Значення для космічної безпеки
Технологія має потенціал націлюватися на найбільші уламки, які становлять найбільшу загрозу створення каскадних зіткнень. Якщо її вдасться масштабувати й інтегрувати у спеціалізовані «сміттєзбиральні супутники», це може стати проривом у зусиллях з очищення орбіти.
Результати дослідження опубліковані 20 серпня 2025 року в журналі Scientific Reports.
