Машиностроение Украины и мира

Мировой рынок: исследования в области космических электродвигателей ускоряются

Технический комитет по электрическим ускорителям (Electric Propulsion Technical Committee) работает над продвижением исследований, разработок и применения электрических двигателей для спутников и космических кораблей.

К середине 2020 г. 900 действующих космических аппаратов маневрировали с помощью электрической тяги, которая разгоняет реактивное вещество до гораздо более высоких скоростей, чем это возможно с помощью химической реакции. В феврале аппарат компании Northrop Grumman под названием Mission Extension Vehicle-1 (MEV-1) достиг геосинхронной орбиты с помощью двигателей на эффекте Холла Aerojet Rocketdyne XR-5 мощностью 3 киловатта, что позволило ему состыковаться со спутником связи Intelsat 901 и переместить его на новую орбитальную позицию, где он приступил к выполнению своих задач в рамках пятилетнего продления его миссии, впервые для коммерческих космических аппаратов. MEV-2 был запущен в августе. В марте шестой усовершенствованный сверхвысокочастотный спутник связи ВВС США, созданный компанией Lockheed Martin, достиг геосинхронной орбиты, на которой он приводился в движение с помощью XR-5 для достижения и поддержания орбиты и маневрирования. Японский космический корабль Hayabusa2 двигался к Земле с астероида Рюгу, чтобы прибыть 6 декабря, приводимый в движение четырьмя решетчатыми ионными двигателями с микроволновыми разрядниками, которые обеспечивали изменение скорости на 1275 метров в секунду в течение сентября.

Тем временем на Земле велись разработки многих новых электрических двигательных установок.

В январе компания Busek Co Inc. из Массачусетса предоставила свою третью полностью работающую на йоде систему ионного двигателя BIT-3 с радиочастотной решеткой. BIT-3 будет использоваться на нескольких космических аппаратах, отправляющихся в дальний космос и на низкую околоземную орбиту. В феврале компании Aerojet Rocketdyne и ZIN Technologies завершили испытания летного ионного двигателя и энергоблока NEXT-C в Исследовательском центре Гленна в НАСА в Огайо. Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса в Мэриленде получила оборудование для миссии НАСА по тестированию двойного перенаправления астероидов (Double Asteroid Redirection Test).

Также в январе Busek начал поставки своих ускорителей на эффекте Холла BHT-350 для спутниковых группировок. В феврале ускоритель на эффекте Холла BHT-600 компании Busek прошел испытание на длительность непрерывной работы в течение 7198 часов на ксеноне в центре Гленна, продемонстрировав общий импульс в 1,0 меганьютон-секунду. Также в феврале Safran Aircraft Engines во Франции завершила квалификацию ускорителя на эффекте Холла PPS-5000 для выполнения 7-ми меганьютон-секундных миссий. В течение августа квалификационный двигатель набрал 10,8 меганьютон-секунды общего импульса за 11607 часов. Safran также продолжила разработку маломощного ускорителя PPS X00. В течение сентября Apollo Fusion of California выиграла контракты на поставку своих двигательных систем ACE и ACE MAX. В течение августа ресурсные испытания двух систем, работающих на криптоне, достигли 1000 часов.

Лаборатория реактивного движения НАСА в Калифорнии и различные подрядчики продолжали подготовку к миссии “Психея”. В мае была проведена критическая проверка конструкции космического корабля и двигательной установки на базе российских двигателей на эффекте Холла – Факел СПД-140. Также началось испытание на износ субкиловаттного двигателя, лежащего в основе двигательной установки Astraeus для малых космических кораблей. В августе компания CU-Aerospace из Иллинойса поставила для Astraeus прототип контроллера потока ксенона, а также был изготовлен прототип энергоблока.

Продолжалась работа над силовым и двигательным элементом (Power and Propulsion Element) НАСА, который будет служить в качестве служебного модуля лунной станции (lunar Gateway). Аппарат, построенный Maxar, будет приводиться в движение усовершенствованной электрической силовой установкой Aerojet Rocketdyne и ускорителями BHT-6000 компании Busek. В марте компания Aerojet Rocketdyne завершила создание летного энергоблока AEPS, а компания VACCO из Калифорнии завершила создание летного контроллера потока ксенона.

Развитие маломощных двигателей с электрораспылением продолжалось быстрыми темпами, нацеленных на небольшие космические аппараты. Accion Systems Inc. из Массачусетса разработала свою технологию микросхемы ускорителя Tiled Ionic Liquid Electrospray, испытав 35 устройств до сентября. В мае электрораспылительный двигатель Busek BET-300-P прошел экологические испытания и продемонстрировал полный импульс. Между тем, Лаборатория плазмы и космического движения в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе в сотрудничестве с Busek, Лабораторией реактивного движения и исследовательской лабораторией ВВС исследовали капиллярное излучение электрораспылением, выявив механизмы, снижающие срок службы и производительность в некоторых условиях.

Исследования в Институте космических систем в Штутгарте (Германия) были успешными. В начале года институт продемонстрировал инерционный двигатель с запиранием электростатического заряда с электромагнитным соплом. В марте он испытал радиочастотный геликонный плазменный двигатель в рамках проекта Discoverer Европейского Союза. Институт испытал магнитоплазмодинамический двигатель SX3 с приложенным полем и катодом из LaB6 (сплав лантана с бором). В середине г. он завершил ресурсные и комплексные испытания миниатюрного 5-джоульного импульсного плазменного двигателя Petrus. Дополнительные эксперименты Petrus проводились в Европейском центре космических исследований и технологий Европейского космического агентства в Нидерландах. Летное оборудование Petrus было доставлено в Римский университет для спутника Greencube. (Все о космосе/Машиностроение Украины и мира)

Exit mobile version