Нещодавно Yidong Aerospace (Beijing Yidong Aerospace Technology Co., Ltd.), відома також як Easy Aerospace, успішно провела випробування на займання іонного двигуна Холла, в якому як робоче тіло використовується аргон.
Нещодавно двигун Холла з робочим середовищем на аргоні, розроблений компанією Yidong Aerospace, успішно пройшов випробування на запалювання. У ході випробувань у надширокому діапазоні потужностей 200~1200 Вт було реалізовано надійне запалювання та стабільну роботу холлівського двигуна. Виміряні робочі параметри: потужність 200~1200Вт, тяга 6~46мН, питомий імпульс 700~1900с.
Експериментальні випробування показують, що в порівнянні з традиційним робочим середовищем на основі ксенону, аргон може мати більш високі питомі імпульсні характеристики при тому ж робочому напрузі. Наприклад, в умовах 1200 Вт/300 питомий імпульс при використанні аргону перевищує 1900 с, а питомий імпульс при використанні ксенону становить близько 1600 с. Це пов'язано з меншою молекулярною масою газоподібного аргону, який може прискорюватися швидше у тому самому електричному полі. Пряма користь від високого питомого імпульсу полягає в тому, що витрата палива у супутника менша, супутник можна зробити легшим, а запуск економічнішим.
Але, мабуть, основною перевагою використання аргону є його доступність та вартість у порівнянні з ксеноном та криптоном, які застосовуються в сучасних електричних двигунах як паливо. Загальний щорічний світовий обсяг виробництва ксенону та криптону становить лише десятки та сотні тонн відповідно.
Через мізерне виробництво і дефіцит ринкові ціни на ксенон і криптон за останні два роки перевищували 14000 $/кг та 2000 $/кг відповідно, що безпосередньо обмежувало широкомасштабне застосування електричних двигунів в аерокосмічній області.
Аргон — третій за кількістю газу в атмосфері, його вміст становить близько 1%. У порівнянні з ксеноном вміст аргону в атмосфері більше приблизно в 100 000 разів, а в порівнянні з криптоном — в 9 300 разів. Завдяки такій рясній наявності, аргон виробляється у великих кількостях, і його вартість значно нижча, ніж у ксенону та криптону. Фактично, вартість аргону становить лише одну тисячну від вартості ксенону та криптону.
На супутниках Starlink починаючи з версії v2 Mini паливом для електричної рухової установки Холла було змінено з криптону на аргон. На даний момент вже було запущено чотири партії супутників Starlink v2 Mini, всього 86 апаратів, які успішно функціонують на орбіті.
На завершення слід зазначити, що успішний розвиток та експлуатаційні випробування аргонового двигуна Холла мають важливе значення для забезпечення широкого застосування високопродуктивних електричних двигунів у супутникових мережах та інших низькоорбітальних інтернет-констеляціях, а також для скорочення витрат на їх будівництво та експлуатацію.
Іонні ракетні двигуни
Такі двигуни є особливим різновидом ракетних двигунів, у яких тяга створюється за допомогою розігнаних в електричному полі іонів. Вони відрізняються від традиційних хімічних двигунів своїм принципом роботи та низкою особливостей. Загалом, до переваг таких двигунів належать їхня ефективність у досягненні високих швидкостей, мала витрата палива, тривалий термін служби. З недоліків можна виділити низьку тягу, що обмежує їх застосування для старту із Землі або маневрування у щільних атмосферах; тривалий час розгону; складність та вимогливість до енергії.
Але незважаючи на деякі обмеження, іонні ракетні двигуни знаходять застосування у тривалих місіях дослідження космосу, де висока ефективність та тривалий термін служби є пріоритетом. З постійним розвитком та покращенням технологій, іонні двигуни стають все більш перспективними для майбутніх космічних місій.
