Вода в качестве космического топлива? Конечно!

В закладки

В 2017 году компания Aerospace Corporation участвовала в запуске на орбиту миссии OCSD. Одной из задач этой миссии была проверка двигателей, работающих … на воде! И вот, всего пару лет спустя, можно сказать, что двигатели на водной тяге – это уже мейнстрим.

Первый радиолокационный спутник компании Capella Space и первые три спутника радиочастотного картирования от стартапа Hawkeye360 работают благодаря термоэлектрической двигательной установке Comet, разработанной компанией Bradford Space. Компании Momentus Space и Astro Digital также испытывают водно-плазменные двигатели в своем совместном проекте.

По словам основателя Momentus Space Михаила Кокорича, вода – это идеальное топливо:

Это топливо можно использовать в гелиотермальных, ядерных и термоэлектрических двигателях. Кроме того, вода может расщепляться на водород и кислород.

Американская компания Tethers Unlimited использует ещё более интересный подход: их двигатель под названием HYDROS-C разделяет воду на водород и кислород посредством электролиза, чтобы получить классическое кислород-водородное топливо. Результат — экономия топлива и неплохая тяга.

Да и NASA в этом плане также не отстаёт — агентство планирует протестировать различные технологии для кубсатов в миссии PTD-1 (Pathfinder Technology Demonstrator), запуск которой планируется на ноябрь. В то же время дочерняя компания Boeing под названием Millennium Space установит HYDROS-C на свою систему развертывания кубсатов Altair. Почему же всё это происходит?

Чистое топливо в изобилии

В Tethers Unlimited начали исследования по использованию воды в качестве топлива много лет назад. Оно и понятно. Вода не наносит никакого вреда специалистам, которые занимаются установкой полезной нагрузки. Вода не повредит попутную с малым спутником полезную нагрузку. А еще вода вписывается в долгосрочное видение Tethers Unlimited по созданию устойчивой экосистемы в космосе.  Генеральный директор компании Роберт Хойт отмечает:

Вода – это ресурс, вокруг которого может развиваться рынок и экономика в космосе. Первоначально вода, необходимая для работы двигательных установок, будет запускаться с Земли. Но затем у нас появятся возможности добывать её на Луне и астероидах.

Кокорич согласен с Хойтом — он также считает, что вода будет самым важным ресурсом, добываемым на космических телах Солнечной системы. Вода будет приводить в движение большинство транспортных средств в космосе. Вроде аппарата Vigoride, разрабатываемого Momentus Space.

Вышеупомянутая двигательная установка Comet разработана фирмой Deep Space Industries (до её покупки компанией Bradford Space). Deep Space Industries видела большое будущее в использовании воды в качестве топлива. Теперь, как часть Bradford, компания сосредоточена на запуске аппаратов на низкую околоземную орбиту. Вот что говорит о преимуществах воды как топлива директор Bradford Space Ян Фихтенбаум:

Не токсична, легко транспортируется, легко заправляется — не вижу никаких существенных проблем. Кроме того, для рынка малых ракет это хорошее решение — в отличие от гидразина, брать который с собой нет ни места, ни желания.

Аспирантка Университета Пердью Кэтрин Фоуи и научный сотрудник Энтони Кофер, работающие в докторантуре, трудятся над новой двигательной системой для кубсатов.

У воды есть ещё одно преимущество в качестве топлива. Пускай кубсаты с электрическими и химическими двигателями и могут получить одобрение в качестве вторичной полезной нагрузки на больших ракетах, но процесс их проверок на безопасность может стать очень мучительным. По этой причине инженеры Aerospace Corporation потратили годы на разработку двигателей на водяном паре. Первые из них отправились в космос в демонстрационной миссии NASA под названием Optical Communications and Sensor Demonstration (OCSD). Два аппарата под названием AeroCube 7 были отправлены на орбиту в качестве вторичной полезной нагрузки на ракете ULA Atlas 5. После некоторых проблем с засорением льдом двигательного сопла, инженеры подняли температуру обоих двигателей и включили их. При этом аппараты развернулись друг напротив друга — ровно так, как и было запланировано. А уже 7 августа этого года с корабля Cygnus был запущен усовершенствованный вариант аппарата — AeroCube 10.

AeroCube 10

Университеты по всему миру также разрабатывают двигательные установки, работающие на воде. В 2018 году NASA профинансировало запуск небольшого двигателя FEMTA на суборбитальной ракете NewShepard компании Blue Origin в 2021-ом году. Главный разработчик FEMTA — Алина Алексеенко — отметила, что двигатель будет закреплен снаружи ракеты-носителя, что позволит испытать его в условиях реального космического полёта (то есть в условиях вакуума и низкой гравитации). FEMTA — очень маленький двигатель, изготовляемый группами на кремниевых пластинах. Он имеет размеры 10х10х0,3 мм. По словам Алексеенко, вся установка потребляет менее одного ватта электроэнергии и позволяет операторам запусков настраивать тягу вплоть до десятков микроньютонов, чтобы управлять ориентацией спутников с большой точностью.

Интересные разработки ведутся в Японии. В Токийском университете сконструировали Auqaris — резистоджет (двигатель, обеспечивающий тягу путем нагрева химически неактивной жидкости через резистор), работающий на воде. Кубсат AQT-D (Aqua Thruster Demonstrator) планируют доставить на МКС, вместе с японской миссией по доставке грузов в сентябре. Позже он будет развернут из Японского экспериментального модуля (Кибо).

Разработки двигателей с использованием воды в качестве топлива ведутся по всему миру. А энтузиасты данного типа двигателей очень рады всем положительным изменениям в этой отрасли. И подобно тому, как нефть приводила в движение промышленную революцию на Земле, вода будет двигать промышленную революцию в космосе.

Источник

 

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

20
Войдите, чтобы читать и оставлять комментарии и не видеть рекламу.
Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.