В MIT разработали ионный двигатель для наноспутников

Реактивный двигатель размером с почтовую марку, сконструированный Пауло Лозано (Paulo Lozano), адъюнкт-профессором аэронавтики и астронавтики в Массачусетском технологическом институте (MIT), сможет позволить отчасти справиться с проблемой освобождения околоземного пространства от космического мусора.

Сегодня, на орбите Земли находятся несколько десятков небольших спутников, под названием CubeSats. Они имеют габариты немного больше кубика Рубика и массу менее полутора килограмм, легки в сборке и сравнительно просто выводятся на орбиту, в качестве побочной полезной нагрузки шаттлов и ракетоносителей. Такие спутники лишены собственных двигателей, они пассивно висят на орбите и, по окончании миссии, сгорают в атмосфере или пополняют запасы космического мусора, постепенно все более усложняющего дальнейшее освоение космоса.

Микродвигатель Лозано состоит из нескольких слоев пористого металла, а на дне чипа находится небольшой резервуар с «жидкой плазмой» — источником свободных ионов. Принцип действия устройства заимствован у природы, так, вода из грунта поднимается в стволе дерева, проходя через последовательность пор, все более уменьшающихся в диаметре. Каждый слой металла имеет меньшие поры, чем лежащий под ним, что позволяет пассивно доставлять ионную жидкость к вершинам одной из 500 металлических точек на поверхности чипа.

Прикладывая напряжение между излучающими точками и золотым покрытием микросхемы, ученый стимулировал испускание потоков ионов, что создавало реактивную тягу. Для всех 500 точек суммарная тяга составляет 50 микроньютон. На земле этого хватит разве что, для поддержания клочка бумаги, но в условиях невесомости такой силы достаточно, чтобы привести в движение килограммовый спутник, например, вводя его в атмосферу для уничтожения после завершения срока эксплуатации.

Миниатюрные размеры двигателей и полное отсутствие вспомогательной инфраструктуры позволяют экипировать наноспутники несколькими такими устройствами, ориентированными в разных направлениях. В будущем, массивы таких микродвигателей смогут передвигать и более крупные орбитальные объекты.

Лозано и его группа из лабораторий космического реактивного движения и технологий микросистем MIT недавно представили свой новый массив двигателей на совместной конференции Американского института аэронавтики и астронавтики.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365