Nga chế tạo động cơ ion cho tàu vũ trụ siêu nhỏ

Vệ tinh siêu nhỏ do Avant Space chế tạo

Lần đầu tiên trên thế giới, trong một con tàu vũ trụ, công nghệ từ trường ngoại tuyến sẽ được thực hiện để làm tăng hiệu suất năng lượng của động cơ. Theo các chuyên gia, dự án này đầy hứa hẹn, đặc biệt trong bối cảnh thị trường các thiết bị vũ trụ cỡ nhỏ đang tăng trưởng mạnh.

Được biết, Công ty Avant Space đang phát triển hai động cơ cải tiến: GT-50 và GT-100. Mô hình kiểm tra của nguồn ion được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm vật lý Plasma của Đại học Tổng hợp Moscow. Sau khi nghiên cứu các quy trình trong buồng xả khí của động cơ, mô hình sẽ được gửi tới Viện Vật lý và công nghệ Moscow để kiểm tra độc lập.

Dự án hiện đang ở giai đoạn xác nhận hiệu quả của phương án được lựa chọn. Lần đầu tiên trên thế giới, từ trường ngoại tuyến được thực hiện trong một động cơ ion, làm tăng hiệu suất năng lượng của toàn hệ thống. Đó sẽ là lợi thế cạnh tranh chính của sản phẩm. Các chuyên gia tin rằng việc sử dụng các động cơ như vậy trong các vệ tinh mini trên quỹ đạo thấp gần Trái đất là rất có triển vọng.

Nguyên lý của động cơ ion như sau: Xenon được đưa vào buồng đốt và nó sẽ bị ion hóa dưới tác động của trường điện từ. Khi đó, ion tích điện dương và các electron tự do được hình thành. Sự chuyển động của ion tạo ra lực kéo - vì chúng được gia tốc bằng điện trường cố định với sự trợ giúp của các điện cực lưới đặc biệt.

Đặc trưng của động cơ ion là nhờ có xung cao nên chỉ tiêu tốn một lượng nhỏ khí để tạo ra một lực cơ học. Động cơ như vậy từ lâu đã được sử dụng trong các loại thiết bị không gian, nhưng khá cồng kềnh. Giờ đây các nhà khoa học Nga đã tìm được cách thu nhỏ kích thước của chúng.

Ngoài kích thước nhỏ (5 cm cho GT-50 và 10 cm cho GT-100), động cơ Avant Space còn có điểm đặc biệt là sử dụng từ trường bên ngoài. Nhờ đó, tốc độ xả ion từ động cơ đạt đến 40 km/giây. Điều này giúp tiết kiệm nhiên liệu và duy trì mức xung cao của động cơ.

Tổng công trình sư của Công ty Lin Industrial (tham gia vào việc chế tạo tên lửa đẩy siêu nhẹ), Alexander Ilyin cũng cho rằng ý tưởng sử dụng động cơ ion là đầy hứa hẹn. Theo ông, sự phát triển loại động cơ này sẽ đặc biệt hữu ích cho các loại hình vệ tinh mini mà gần đây đã trở thành một thị trường lớn cho các sáng tạo kỹ thuật và đang phát triển rất tích cực.

Theo ông Ilyin, các động cơ như vậy thích hợp để điều chỉnh quỹ đạo của các vệ tinh truyền thông cố định; chúng cũng có thể được sử dụng như động cơ song hành để phóng tàu vũ trụ vào quỹ đạo đích. Việc sử dụng các công nghệ này làm cho việc nghiên cứu những khoảng không gian cách rất xa trái đất trở nên hiệu quả hơn nhiều về mặt tiết kiệm nhiên liệu.

Được biết, năm 2013 đã đánh dấu sự bùng nổ các chương trình phóng vệ tinh nhân tạo cỡ nhỏ (dưới 100 kg) và siêu nhỏ (dưới 10 kg) lên quỹ đạo thấp gần Trái đất, với gần 100 lượt phóng. Kể từ đó, số lượt phóng tăng lên hằng năm. Năm 2017, hơn 200 vệ tinh như vậy đã được đưa lên quỹ đạo. Dự kiến, ​​từ năm 2020, mỗi năm có khoảng 400 vệ tinh nhỏ và siêu nhỏ sẽ được phóng.