В инновационной системе NPT30-I2 в качестве пропеллента используется йод, который можно хранить в твердом виде, что снижает стоимость и сложность по сравнению с газом в космическом двигателе.
Development and Testing of the NPT30-I2 Iodine Ion Thruster
Beam measurements
in the high thrust / low Isp configuration have confirmed predicted performances of 0.6 – 1 mN thrust and 700 – 1000s Isp. Future experiments will be focused on studies of a high specific impulse configuration with the Isp values above
1500 s, as well as preparations for the pre-flight endurance testing.
Французский стартап ThrustMe запустил в космос первый в мире электроракетный двигатель на йоде
Двигатель был установлен на кубсате формата 12U частной китайской компании Spacety, который был запущен 6 ноября в 18:19 по Москве на ракете-носителе «Чанчжэн-6» с китайского космодрома Тайюань.
«Это исторический запуск, потому что это первый случай, когда йодный электроракетный двигатель будет испытан в космосе – сказала генеральный директор ThrustMe Ане Анесланд (Ane Aanesland).
Данный кубсат «Beihangkongshi-1» снабжён солнечными и электрическими батареями, а также радиатором «для поддержки полезных нагрузок с высоким энергопотреблением и рабочим циклом». На нём также установлен лазерный модуль связи и автономная система слежения за самолётами – сообщил изданию SpaceNews генеральный директор Spacety Джеймс Чжэн (James Zheng).
Кубсат предназначен для демонстрации ключевых технологий многолучевого и многоканального автоматического слежения, связи и управления воздушным движением – добавил Чжэн.
ThrustMe ранее уже испытывала в космосе двигатель на холодном газе, на базе своего хранилища для йода. 18 ноября 2019 года он проработал «пару десятков минут» – как было сказано в пресс-релизе. Тогда двигатель выводился на кубсате той же самой фирмы Spacety.
«В прошлом году мы протестировали ключевые технологии хранения, доставки и сублимации йода на спутнике Siaxoiang 1-08, в рамках испытания нашего йодного двигателя на холодном газе I2T5», – сказал главный инженер ThrustMe Дмитрий Рафальский (Dmytro Rafalskyi). «В этот раз мы будем испытывать все возможности нашей электродвигательной установки NPT30-I2 и проведём ряд орбитальных манёвров».
Вчерашний запуск спонсировался Европейским космическим агентством (ESA) по программе Передовых исследований в сфере конкурентоспособности и роста телекоммуникационных систем (ARTES) и стал первым контрактом от ESA для фирмы ThrustMe.
Главными преимуществами электроракетного двигателя на йоде является дешевизна рабочего тела и более простая система его хранения и подачи, по сравнению с чаще всего применяемым для этой цели ксеноном.
Кроме Европы йодный двигатель также разрабатывают в США и России. Однако изначально планировавшийся NASA на середину 2018 года, запуск спутника iSAT с его образцом был отложен на неопределённый срок до отработки необходимых технологий. РКК «Энергия» планирует испытать двигатель такого типа на МКС и грузовом корабле «Прогресс» в 2022 году, в ходе эксперимента «Островский».
Dmytro Rafalskyi, ThrustMe chief technology officer, is holding NPT30, the firm’s modular electric propulsion system based on gridded ion thruster technology. ThrustMe CEO Ane Aanesland is holding I2T5, the firm’s new cold gas thruster. Credit: ThrustMe
Співпраця Станіслава Дудіна з колективом ThrustMe
Провідний науковий співробітник кафедри матеріалів реакторобудування та фізичних технологій ФТФ Станіслав Дудін багато років співпрацює з інтернаціональним колективом науковців, який базується недалеко від Парижу, у галузі створення новітніх плазмових двигунів для штучних супутників Землі та міжпланетних апаратів.
Робота починалась на ФТФ протягом підготовки дисертації аспіранта Дмитра Рафальського, у якого С. Дудін був науковим керівником. Роботу було присвячено вивченню фізичних процесів, що протікають при формуванні комбінованих іон-електронних потоків в унікальному плазмовому джерелі (доречі, так само розробленому на ФТФ). Результати було опубліковано у провідних світових наукових виданнях, і вони не залишились непоміченими – саме з цього почалась співпраця з французькими колегами. 2011 року Дмитро Рафальський захистив кандидатську дисертацію, а 2012 року здобув престижний грант від Європейської Комісії у межах 7 Рамкової Програми “MarieCurieInternationalIncomingFellowships”, що дало можливість продовжити рух у цьому напрямку. Робота продовжувалась у Лабораторії Фізики Плазми, що розташована в одному з найпрестижніших навчальних закладів Франції – Еколь Полiтехнiк. Результатом досліджень стала розробка наукових основ принципово нового типу електрореактивних двигунів, у подальшому було отримано патент на цей тип двигуна.
Наступний етап розпочався з бажання втілити наукові розробки у сучасні пристрої, здатні конкурувати на світовому ринку. Дмитро Рафальський разом із Ане Аанесланд стали співзасновниками інноваційного стартапу – компанії ThrustMe, яка зараз переживає етап бурного розвитку. Jean-JacquesDordain, колишній президент Європейської космічної агенції охарактеризував ThrustMeяк “один із найбільш інноваційних і перспективних стартапів у Європі”.
Станіслав Дудін так розповідає про співпрацю з колективом ThrustMe: “Ця діяльність є цікавою тим, що все відбувається, як це не банально звучить, “на передньому краї науки і техніки”. Є таке відчуття, як у спортсмена, що біжить у групі лідерів… Може, хтось і є попереду, але недалеко, і розумієш, що стати чемпіоном досить реально… Усе залишить тільки від тебе. Робота виконується у молодому інтернаціональному колективі, дає можливість подорожувати світом, відвідувати наукові конференції, виставки, спілкуватись із провідними фахівцями. Особливо хочу відзначити, що у співпраці з колегами, які дістали освіту в різних університетах та мають досвід роботи у провідних світових осередках високих технологій, постійно проявляється особливість фізтехівців. На відміну від інших членів команди, кожний з яких є прекрасним фахівцем у своїй справі, але не може вийти за її межі (“мене цьому не навчали”), фізтехівці традиційно є універсалами, їх не лякають жодні проблеми, підхід завжди один: “Щось не знаю, чи не вмію – то завтра навчуся”. Завдяки цьому саме Дмитро Рафальський став ідеологом та технічним директором фірми, а я беру участь у якості наукового консультанта. Приємно констатувати той факт, що основні “мізки” проекту – родом з Фізтеху”.