Інженер Франческо Романо зі Штутгартського університету розробив концепт плазмового двигуна, який живиться розрідженим повітрям верхніх шарів атмосфери замість дорогого балонного палива.
Читайте також:
Енергія кванту. Вчені створили перший у світі надпровідний тепловий двигун Ця концепція вирішує головну проблему супутників на наднизьких навколоземних орбітах (VLEO) на висотах від 100 до 450 кілометрів.
З одного боку, робота на такій висоті дозволяє шпигунським і науковим камерам робити детальні знімки поверхні Землі, а радарам витрачати менше енергії. З іншого — опір залишкової атмосфери вимагає безперервної роботи коригувальних моторів, через що апарати швидко спалюють дорогий інертний газ ксенон і сходять з орбіти.
Романо створив систему «повітряно-дихального» електрорушія (ABEP). Спеціальний забірник захоплює молекули газу просто перед апаратом, направляє їх у двигун, іонізує радіочастотним полем і викидає плазмовий струмінь назад, забезпечуючи постійну тягу. Про це пише phys.org.
Головним технічним викликом був атомарний кисень верхніх шарів атмосфери,
який швидко роз'їдає металеві електроди традиційних іонних двигунів і знищує нейтралізатори заряду. Аби обійти цю перешкоду, автор зробив мотор повністю безконтактним.
Для розробки котушки інженер надихнувся конструкцією медичних томографів МРТ, використавши антену типу «пташина клітка», яка спрямовує в плазму до 99% енергії. Соленоїд формує магнітне сопло, що виштовхує квазінейтральний потік часток без потреби у крихких катодних гарматах.
Вхідний забірник на основі параболічного дзеркала з графітовим покриттям зміг уловити 94,3% молекул навіть за відхилення апарата від курсу. Під час лабораторних тестів у вакуумній камері двигун упевнено створював потік плазми при потужності всього 50−60 Вт.
Розрахунки на прикладі відомого європейського супутника-гравіметра GOCE показали, що нова установка дозволить апаратам вічно тримати орбіту на висоті 190−250 кілометрів, споживаючи менше ніж 1,6 кВт енергії від бортових сонячних панелей.
Технологія також відкриває шлях до екстремально низьких орбіт Марса. У вуглекислій атмосфері Червоної планети такий двигун здатен утримувати супутники на висоті всього 120−160 кілометрів.
Читайте також:
Інженери знайшли спосіб заощадити тисячі літрів авіагасу на міжконтинентальних рейсах
