Солнечная революция в космосе: НАСА и Aerojet Rocketdyne начали испытывать самые мощные электрические двигатели в истории

НАСА и компания Aerojet Rocketdyne начали многолетние испытания самых мощных солнечно-электрических двигателей, которые, по мнению специалистов, кардинально изменят принципы движения в космосе. Об этом сообщает пресс-релиз космического агентства.

Долгое время исследования космоса опирались на химическую тягу, которая создавала миллионы тонн тяги и позволяла строить всё большие и мощные ракеты для дальних полётов. Но это не самый эффективный способ перемещаться в космосе.

Химическая тяга требует, чтобы космические аппараты несли с собой большое количество топлива, особенно если они должны возвращаться на Землю. В то же время электрическая тяга может значительно сократить расход топлива и увеличить скорость полёта, что делает её критически важной для будущих миссий.

Что такое солнечно-электрическая тяга?

В электрической системе тяги электричество используется для ионизации инертных газов, таких как ксенон или криптон. Затем магнитное или электростатическое поле ускоряет эти ионы и выталкивает их из двигателя, создавая высокую скорость. Это может не выглядеть зрелищно без огненных эффектов, которые мы привыкли видеть у ракетных двигателей, но это всё равно потрясающее зрелище.

Интересно, что электричество, необходимое для ионизации газов, можно получать от солнечного света, который изобилен во всей солнечной системе.

Электрические двигатели также позволяют космическим аппаратам менять свою скорость и траекторию во время миссии.

СЭТ на Gateway

НАСА уже экспериментировало с СЭТ на своей миссии Dawn, но теперь готовится продемонстрировать самую мощную версию, которая будет установлена на элементе питания и тяги (PPE) на Gateway - своей станции, которая будет орбитировать вокруг Луны.

Gateway - это космический аппарат класса 60 кВт, из которых 50 кВт будут посвящены тяге. Компания Aerojet Rocketdyne разработала электрическую систему тяги, которая получила название Advanced Electric Propulsion System (AEPS).

Мощность AEPS составляет 12 кВт, что в два раза больше, чем у самой продвинутой электрической системы тяги. Но перед тем, как стать частью PPE на Gateway, AEPS должна пройти испытания на соответствие требованиям.

Для этого НАСА и Aerojet начали годовые испытания одного из образцов для проверки, который идентичен двигателям, которые будут летать на Gateway в 2025 году. После подтверждения того, что двигатель собран правильно, инженеры подвергают его экстремальным ударам, вибрации и температурам, имитируя условия во время запуска и полёта миссии Артемида.

Ещё один образец для проверки будет готов в 2024 году и пройдёт испытания, имитирующие манёвры подъёма на орбиту и перехода на лунную орбиту. Все испытания проводятся в огромных вакуумных камерах в центре НАСА имени Гленна.

“Эта кампания по испытаниям - большое дело”, - сказал Рохит Шастри, главный инженер AEPS. “Это своего рода последний этап перед тем, как мы протестируем двигатели, которые будут летать на Gateway”.

Всестороннее испытание будет включать 23 000 часов работы двигателей за четыре года. Двигатели, которые будут установлены на PPE Gateway, на самом деле будут запущены до завершения износостойких испытаний.

“Для миссий НАСА даты запуска очень важны”, - сказал Клейтон Кашеле, менеджер проекта AEPS в центре НАСА имени Гленна, в пресс-релизе. “В этом случае НАСА пытается ускорить процесс, и мы делаем это разумно. Мы завершим несколько тысяч часов износостойких испытаний, чтобы доказать успешную работу до запуска PPE. Затем мы завершим оставшиеся 15 000 часов или около того, чтобы полностью квалифицировать AEPS для будущих клиентов”.