ПЛАЗМЕННАЯ ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ МИКРОСПУТНИКОВ VERA:

VOLUME-EFFECTIVE ROCKET-PROPULSION ASSEMBLY

Последние годы наблюдается бурный рост числа запусков наноспутников — искусственных спутников Земли массой менее 10 кг. Несколько аппаратов такого класса выведено за пределы околоземной орбиты. Параллельно развивается сегмент микроспутников — аппаратов массой от 10 до 100 кг. Наибольшую популярность приобрели космические аппараты, отвечающие спецификации CubeSat.

Двигательная установка VERA на основе абляционного импульсного плазменного двигателя разработана для работы в составе нано- и микроспутников формата CubeSat. Она полностью соответствует данному формату как по массо-габаритным характеристикам, так и по всем специфическим требованиям безопасности.

ЗАДАЧИ НАНО- И МИКРОСПУТНИКОВ CUBESAT

Наноспутники выполняют все те же задачи, что и традиционные космические аппараты массой в сотни и тысячи килограмм:

  • осуществляют дистанционное зондирование Земли
  • обеспечивают связь между удалёнными районами
  • служат платформой для космических исследований

Как и в случае традиционных космических аппаратов, многие спутники формата CubeSat для эффективной работы нуждаются в ракетной двигательной установке, которая позволила бы корректировать и стабилизировать орбиту аппарата.

ОСОБЕННОСТИ НАНО- И МИКРОСПУТНИКОВ CUBESAT

Спецификация CubeSat прямо запрещает использование любых легковоспламеняющихся, взрывоопасных и токсичных веществ (гидразиновых термокаталитических ракетных двигателей). Это облегчает применение двигателей на холодном газе, а также традиционных ионных и плазменных двигателей, использующих в качестве рабочего тела инертные газы.

Наноспутники, а также существенная часть микроспутников, имеют не только малую массу, но и малые габариты. Большинство традиционных ракетных двигательных установок либо принципиально невозможно установить в столь малый спутник, либо двигательная установка займёт основную часть внутреннего объёма, не оставив места для полезной нагрузки.

Из малых габаритов спутников следует малая площадь солнечных батарей, а с ними и ограниченная электрическая мощность. Как правило на работу двигателя может быть выделено не более нескольких ватт. Имеющиеся двигательные установки зачастую требуют куда как большей мощности, от десятков ватт и выше.

ПЛАЗМЕННАЯ ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА VERA

Наша плазменная двигательная установка полностью отвечает всем специфическим требованиям наноспутников CubeSat:

полностью отсутствуют какие-либо опасные вещества, газы и жидкости,

имеет минимальные габариты, массу и энергопотребление. В основе установки лежит хорошо известный принцип абляционного импульсного плазменного двигателя (АИПД), однако за счёт применения нового рабочего тела и внешней магнитной системы удалось отказаться от применения громоздких и тяжёлых импульсных конденсаторных батарей, сдерживавших миниатюризацию таких двигателей в прошлом.

установка отличается высокой экономической эффективностью: ожидается, что на момент начала коммерческих поставок она будет как минимум вдвое дешевле любых других конкурирующих предложений на мировом рынке.

Габариты (без крепёжных элементов и электрических разъёмов)82×80×54 мм
Масса400 г
Средняя потребляемая мощность, не более2 Вт
Средняя тяга20 мкН
Удельный импульс500 с
Ресурс работы1000 ч

Сейчас идёт активная работа по оптимизации конструкции двигательной установки. Потенциально к концу разработки тяга и ресурс могут быть до нескольких раз выше минимальных проектных значений, приведенных в таблице.

В КОНЦЕ 2021 ГОДА ОЖИДАЮТСЯ ПЕРВЫЕ ЛЕТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ НА БОРТУ РЕАЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ.
ОБСУЖДАЕТСЯ ВОПРОС ИСПЫТАНИЙ ВО ВРЕМЯ ПОЛЕТА К ЛУНЕ