Випробування двигуна СПД-70М пройшли в ОКБ «Факел», показавши його стабільну роботу та надійні параметри запуску. Двигун повністю відповідає вимогам космічних апаратів проекту «Сфера».
Традиційно як робоче тіло для плазмових двигунів використовується ксенон. Але останнім часом його вартість на ринку зросла, що активізувало наукові дослідження щодо застосування більш доступних робочих тіл. Можлива альтернатива — криптон, вартість якого за різними оцінками у 5—10 разів менша за ксенон. При цьому можна одержати прийнятні параметри плазмових двигунів.
У грудні 2022 року Роскосмос розпочав науково-дослідну роботу. Завдання — дослідити можливість використання в електроракетних двигунах альтернативних ксенону робочих тіл.
До речі, на супутниках SpaceX Starlink з 2019 року використовуються електродвигуни на ефект Холла, що працюють на криптоні, для коригування положення на орбіті та підтримки необхідної висоти.
Що таке «ефект Холла»
Ефект Холла було відкрито 1879 року американським фізиком Едвіном Холлом. Він зауважив, що при проходженні електричного струму через провідник, що поміщений у магнітне поле, виникає поперечне електричне поле. Це явище було названо ефектом Холла і було вперше застосовано у 1960-х роках у ракетобудуванні для створення електростатичних двигунів.
Перший електростатичний двигун на основі ефекту Холла було створено в 1964 році Альфредом Лейтендорфом в компанії Hughes Aircraft. Він був використаний для підтримки орбітальної станції зв'язку на висоті 36000 км над Землею.
У 1970-х роках розробки електростатичних двигунів на основі ефекту Холла були продовжені у СРСР. Це призвело до створення першого російського електростатичного двигуна, запущеного в космос на космічному кораблі «Фобос-1» у 1988 році.
З тих пір електростатичні двигуни на основі ефекту Холла активно використовуються в космічних програмах, таких як корекція орбіт і стабілізація положення космічних апаратів. Вони мають високу ефективність і можуть працювати протягом тривалого часу без перерви, що робить їх особливо корисними для місій, які потребують тривалих періодів роботи двигунів у космічному просторі.
Переваги двигуна на ефекті Холла
Двигун на ефект Холла (Hall thruster) має кілька переваг у порівнянні з іншими типами ракетних двигунів:
- Висока специфічна імпульсна тяга: двигуни на ефекті Холла мають дуже високу швидкість і, отже, високу специфічну імпульсну тягу. Це означає, що вони використовують паливо більш ефективно, що дозволяє їм мати більшу дальність та швидкість, ніж багато інших типів двигунів.
- Висока ефективність: двигуни на ефект Холла дуже ефективні, оскільки вони використовують електричну енергію, а не хімічні реакції, щоб створювати тягу. Це також означає, що вони можуть бути довговічнішими і не вимагають постійної заміни палива.
- Низька маса: двигуни на ефект Холла мають дуже низьку масу, що є важливим фактором при розробці космічних апаратів. Це означає, що вони можуть бути використані на більш легких та менших космічних апаратах.
- Низький рівень викидів: двигуни на ефект Холла роблять дуже мало викидів, що є важливим фактором для екології космічного середовища. Це також означає, що вони можуть використовуватися у ближчих до Землі орбітах без загрози забруднення космічного середовища.
- Гнучкість в управлінні: двигуни на ефект Холла можуть бути легко керованими, що дозволяє змінювати напрям і інтенсивність тяги в широкому діапазоні. Це дозволяє використовувати їх для маневрів у космосі та багатьох інших космічних місіях.
