Ускорители, используемые для запуска ракет, не идеальны для космических аппаратов — они очень мощные, но также очень неэффективные. Орбитальным космическим аппаратам такая мощность и вовсе не нужна — их просто нужно время от времени подталкивать, чтобы удержать на нужной орбите. Для таких аппаратов ионные двигатели оказались лучшей альтернативой. Они обеспечивают импульс за счет выброса ионов.
Двигатель будущего: космический корабль с ионной тягой на йоде
Группа исследователей из ThrustMe совместно с коллегами из Университета Сорбонны успешно протестировала использование йода в качестве ионизирующего агента в ионном двигателе космического аппарата.
ThrustMe
Двигатели для космических кораблей делают избыточно мощными. Но учёные придумали способ повысить их эффективность.
Ионы создаются при отрыве электронов от нейтрального атома — сейчас, как правило, для этой цели используют атомы ксенона. Энергию для ионизации топлива получают при помощи солнечных батарей.
Йод и раньше предлагали в качестве замены ксенону, но эта идея всегда отвергалась из-за его коррозионной активности. Исследователи же разработали способ предотвращения коррозии и проверили свои идеи на реальном космическом аппарате CubeSat, вращающемся вокруг Земли в течение последних двух лет. Испытательный аппарат небольшой — каждая сторона всего 10 сантиметров в поперечнике и весит всего 1,2 килограмма.
Чтобы преодолеть проблему коррозии, исследователи использовали керамические материалы, а также хранили химическое вещество в твердой форме. Одним из его преимуществ является легкость сублимации.
Йод нагревается с помощью электроэнергии от солнечной панели спутника CubeSat и находится в резервуаре, который напрямую соединен с ионизационной камерой. В ней газ бомбардируется электронами, в результате чего образуется плазма. Ионы в плазме далее ускоряются электрической сеткой, создавая тягу. Такая конструкция оказалась эффективнее своих предшественников.
Статья опубликована в журнале Nature.