Российские инженеры создали электротермическую двигательную установку для спутников формата CubeSat, работающую на смеси дистиллированной воды и этилового спирта. Добавление спирта позволит рабочей смеси не замерзать при низких температурах на орбите. Прототип двигателя будет установлен на наноспутнике SamSat-M, сообщает Самарский национальный исследовательский университет имени Королева.

Новый двигатель относится к типу электротермических. В них реактивный импульс создается не за счет химической реакции топлива с окислителем, как в жидкостных ракетных двигателях, а благодаря нагреву рабочего тела. В качестве рабочего тела может использоваться вода, которая при достаточном нагревании превращается в пар, выходящий через сопло и придающий спутнику импульс.

Инженеры из Самары решили добавить в воду, используемую в качестве рабочего тела, этиловый спирт. В полученной смеси доля спирта составляет около 40 процентов. Благодаря добавлению спирта смесь будет иметь пониженную температуру замерзания, что упростит поддержание ее в жидком состоянии в условиях пониженных температур на орбите.

Разработчики создали прототип двигателя, его масса с рабочим телом составляет 1,55 килограмма, из которых на рабочее тело приходится примерно 450 граммов. Расчетный суммарный импульс скорости двигателя при использовании на спутнике формата CubeSat составляет 80 метров в секунду.

Модель спутника SamSat-M
Модель спутника SamSat-M

Помимо использования необычной смеси в качестве рабочего тела инженеры также создали новую нагревательную установку. В ней используются суперконденсаторы, позволяющие ускорить нагрев рабочего тела.

Впервые двигатель планируется испытать на спутнике SamSat-M. Он будет выполнен в формате CubeSat 3U и имеет размер 10 × 10 × 30 сантиметров. Предполагается, что сборка спутника будет завершена в 2018 году. В случае, если испытания на орбите будут признаны успешными, инженеры планируют развернуть мелкосерийное производство двигателей.

Существуют и другие проекты электрических двигателей, использующих необычные материалы в качестве рабочего тела. К примеру, недавно Европейское космическое агентство испытало прямоточный ионный двигатель, использующий воздух из окружающей атмосферы. Предполагается, что небольшие спутники с таким двигателем смогут практически неограниченно находиться на орбитах с высотой 200 или менее километров. Кроме того, существуют проекты создания двигателей, использующих в качестве рабочего тела магнитную жидкость и даже космический мусор.