Технологія ракетних двигунів крокує вперед семимильними кроками. Рідке паливо, іонні двигуни та сонячні вітрила – все це вже фактично відпрацьовані технології. Але команда Європейського космічного агентства (ESA) зробила наступний крок, створивши систему двигунів розміром з долоню, яка допоможе прискорити майбутні крихітні космічні апарати.
Двигуни розміром з долоню сильно відрізняються від тих пристроїв, які встановлені на великих ракетах, до яких ми звикли. Відмінність двигунів ATHENA (Adaptable THruster based on Electrospray Powered by Nanotechnology) полягає в тому, що вони призначені для маневрування і приведення в рух кубсатів і невеликих супутників, під час руху в космосі, а не для запуску ракет з поверхні Землі.
Команда, яку очолює Даніель Перес Гранде, генеральний директор і співзасновник IENAI Spain, назвала свій двигун розміром з долоню «Афіна». Це не запам'ятовується назва, але чітко відображає те, що він робить - двигун, що адаптується, заснований на нанотехнології, що працює на основі електророзпилення. Технологія була розроблена для ESA, після успішного етапу проектування і, якщо все піде за планом, прототип буде доступний до кінця 2024 року.
Технологія заснована на методі, відомому як електроспрей, який раніше використовувався в мас-спектрометрії, але тепер знайшов своє застосування у космосі. Кожен двигун має сім матриць емітерів, що вигравірують на кремнієвих пластинах, і кожна містить 500 точкових емітерів.
В якості палива ATHENA використовує провідні солі іонної рідини. Ця рідина протікає через нанотекстуровані конічні емітери та прискорюється між емітером та екстрактором, що працює при різних електричних потенціалах. Взаємодія між поверхневим натягом рідини та прикладеним електростатичним полем утворює іони, які можуть розпорошуватися з дуже високою швидкістю (близько 20 км/с), створюючи силу, що приводить у рух супутник.
Як і його побратими на ІОННОМУ та рідинному паливі, двигун має широкі можливості регулювання і може бути переналаштований у польоті. Підрулюючі пристрої також екологічно безпечні, оскільки паливо є нетоксичною рідиною і не вимагає резервуарів для зберігання під тиском. Невеликий розмір двигунів означає, що їх можна згрупувати в будь-яку необхідну конфігурацію всього шість штук, необхідних для розміщення на лицьовій стороні типового кубсату розміром 10 см, і можуть бути згруповані разом на супутниках і зондах масою до 50 кг. Команда сподівається, що зможе надалі розвивати технологію, щоб працювати з апаратами масою до 300 кг.
Космічні технології, де це можливо, стають дедалі менше, як і більшість інших галузей технологій. Однак для досягнення цього рухові системи також повинні зменшитися, і це є потенційно складнішим завданням. ATEHNA виглядає багатообіцяючою розробкою, але ЄКА та їхні партнери працюють над двома іншими системами двигунів, заснованими на технології електророзпилення, кожна з яких, схоже, дає багатообіцяючі результати.
