Обсуждение космических программ

В плазменном двигателе рабочим телом служит пластик полиацеталь, который, постепенно выгорая, превращается в плазму, выбрасывается из двигателя и таким образом создает тягу, приводящую спутник в движение. Идея использовать пластик не нова. Первый в истории плазменный двигатель в космосе испытали в 1964 году на советской автоматической межпланетной станции «Зонд‑2», которая отправилась к Марсу. Несколько плазменных двигателей, в разработке которых принимал участие мой учитель Виктор Александрович Храбров, отвечали за ориентацию станции в пространстве. В основе разработки тоже лежало рабочее тело из пластика — но не из полиацеталя, а из фторопласта. Преимущество этого материала — высокая плотность, в небольшом объеме можно заключить больше материала. Но есть и недостаток: при использовании такого пластика нужен большой разрядный ток. Если ток недостаточен, поверхность фторопласта покрывается слоем углерода: пластик испаряется не полностью, углерод остается в виде тонкой пленки и из-за своей электропроводности вызывает короткое замыкание. Двигатель выходит из строя.
CUBESAT - это формат сверхмалых искусственных спутников, базовый модуль (1U) имеет габариты 10×10×11,3 см, из которых 10×10×10 см доступны для размещения полезной нагрузки. Масса у 1U не более 1,33 кг. Часто объединяют несколько стандартных кубов в составе одного спутника (обозначаются 2U, 3U и т. д.). Количество зависит от размера и массы оборудования, которое необходимо разместить на спутнике. Так, для съемки поверхности Земли с орбиты достаточно 3U, а отправившаяся на Марс миссия Mars Cube One состояла из двух спутников CubeSat 6U — слишком много оборудования потребовалось для такого дальнего полета.
Задумка была в том, чтобы сделать плазменный двигатель гораздо меньшего размера. Я стал изучать химические формулы пластиков и обратил внимание на полиацеталь, углеродный скелет которого состоял не из сплошной углеродной цепочки (-С-С-С-), как у фторопласта, а из перемежающихся атомов углерода и кислорода (-С-О-С-). Использование такого материала решило проблему углеродной пленки. На поверхности рабочего тела нашего двигателя все равно образуется слой некоего вещества вроде нефти или масла, но оно не проводит электричество и никак не влияет на работу аппарата.
Другая особенность двигателя — внешняя магнитная система из медной катушки. С ее помощью удалось ограничить разрядный ток и при этом сохранить эффективность двигателя.
И, наконец, разработчики смогли установить на двигатель компактные и легкие конденсаторы. Создание маленького двигателя никогда не было проблемой, сложность была как раз в том, чтобы заставить его работать от маленькой конденсаторной батареи. Над этим ученые бились не один год.
Ближайшие несколько месяцев будем производиться доработка двигателя, совершенствовать технологию: попробуем изменить конфигурацию электродов, размер и форму рабочего тела, чтобы увеличить запас пластика и тем самым повысить эффективность двигателя. В конце года наши устройства пройдут испытания на орбите — отправятся в космос на двух спутниках на платформе «ОрбиКрафт-Про». У нас уже есть договоренность с их разработчиками — частной космической компанией «Спутникс». Параллельно с испытаниями на орбите проведем ресурсные испытания на Земле. Предполагается, что ресурс работы нашего устройства будет около 1 тыс. часов. По всей видимости, к лету 2022 года завершатся все испытания, и мы сможем уверенно говорить про ресурс работы, силу тяги двигателя, совместимость с оборудованием спутника и т. д. Если все пройдет гладко, то наладим серийный выпуск двигателей.
К нам уже обратились представители образовательного проекта по разработке и производству космических аппаратов. Они планируют покупать 10–15 двигателей в год. Проявила интерес и компания Orbital Express, которая в следующем году запускает на орбиту собственный спутник и хочет видеть на нем наш двигатель, а также другие, помимо «Спутникса», разработчики наноспутниковых платформ. Интерес к нашей разработке довольно большой, это приятно, - говорит разработчик.

1.Арутюнова Лусине Борисовна – директор Департамента контрактно-договорной работы Госкорпорации «Роскосмос»; 2.Казинский Никита Владимирович – исполнительный директор по коммуникациям Госкорпорации «Роскосмос»; 3.Крикалев Сергей Константинович – исполнительный директор по пилотируемым космическим программам Госкорпорации «Роскосмос»; 4.Кукина Светлана Вячеславовна – исполнительный директор по корпоративной работе и управлению имущественным комплексом Госкорпорации «Роскосмос»; 5.Мешков Владимир Владимирович – директор Департамента организации капитального строительства предприятий Госкорпорации «Роскосмос»; 6.Романов Константин Владимирович – главный специалист отдела экономической безопасности Департамента экономической безопасности Госкорпорации «Роскосмос»; 7.Романов Сергей Юрьевич – временно исполняющий обязанности генерального директора ПАО «РКК «Энергия»; 8.Савельев Сергей Валентинович – заместитель генерального директора по международному сотрудничеству Госкорпорации «Роскосмос»; 9.Севастьянов Николай Николаевич – исполняющий обязанности первого заместителя генерального директора Госкорпорации «Роскосмос»; 10.Фролов Олег Петрович – исполнительный директор по реализации оборонных программ Госкорпорации «Роскосмос»; 11.Хайлов Михаил Николаевич – заместитель генерального директора по автоматическим космическим комплексам и системам Госкорпорации «Роскосмос». А.Ж.