Испытания двигателя СПД-70М прошли в ОКБ Факел, показав его стабильную работу и надежные параметры запуска. Двигатель полностью отвечает требованиям космических аппаратов проекта «Сфера».
Традиционно в качестве рабочего тела для плазменных двигателей используется ксенон. Но в последнее время его стоимость на рынке выросла, что активизировало научные исследования по применению более доступных рабочих тел. Возможна альтернатива — криптон, стоимость которого по разным оценкам в 5—10 раз меньше ксенона. При этом можно получить приемлемые параметры плазменных двигателей.
В декабре 2022 года Роскосмос приступил к научно-исследовательской работе. Задача — исследовать возможность использования в электроракетных двигателях альтернативных ксенону рабочих тел.
Кстати, на спутниках SpaceX Starlink с 2019 года используются электродвигатели на эффект Холла, работающие на криптоне, для корректировки положения на орбите и поддержания необходимой высоты.
Что такое «эффект Холла»
Эффект Холла был открыт в 1879 году американским физиком Эдвином Холлом. Он отметил, что при прохождении электрического тока через помещенный в магнитное поле проводник возникает поперечное электрическое поле. Это явление было названо эффектом Холла и впервые было применено в 1960-х годах в ракетостроении для создания электростатических двигателей.
Первый электростатический двигатель на основе эффекта Холла был создан в 1964 году Альфредом Лейтендорфом в компании Hughes Aircraft. Он был использован для поддержки орбитальной станции связи на высоте 36 000 км над Землей.
В 1970-х годах разработки электростатических двигателей на основе эффекта Холла были продолжены в СССР. Это привело к созданию первого российского электростатического двигателя, запущенного в космос на космическом корабле "Фобос-1" в 1988 году.
С тех пор электростатические двигатели на основе эффекта Холла активно используются в космических программах, таких как коррекция орбит и стабилизация положения космических аппаратов. Они имеют высокую эффективность и могут работать в течение длительного времени без перерыва, что делает их особенно полезными для миссий, требующих длительных периодов работы двигателей в космическом пространстве.
Преимущества двигателя на эффекте Холла
Двигатель эффекта Холла (Hall thruster) имеет несколько преимуществ по сравнению с другими типами ракетных двигателей:
- Высокая специфическая импульсная тяга: двигатели на эффекте Холла обладают очень высокой скоростью и, следовательно, высокой специфической импульсной тягой. Это означает, что они используют топливо более эффективно, что позволяет им иметь большую дальность и скорость, чем многие другие типы двигателей.
- Высокая эффективность: двигатели эффекта Холла очень эффективны, поскольку они используют электрическую энергию, а не химические реакции, чтобы создавать тягу. Это также означает, что они могут быть более долговечными и не требуют постоянной замены топлива.
- Низкая масса: двигатели на эффект Холла обладают очень низкой массой, что является важным фактором при разработке космических аппаратов. Это означает, что они могут использоваться на более легких и меньших космических аппаратах.
- Низкий уровень выбросов: двигатели на эффект Холла производят очень мало выбросов, что является важным фактором для экологии космической среды. Это также означает, что они могут использоваться в более близких к Земле орбитах без угрозы загрязнения космической среды.
- Гибкость в управлении: двигатели эффекта Холла могут быть легко управляемыми, что позволяет изменять направление и интенсивность тяги в широком диапазоне. Это позволяет использовать их для маневров в космосе и многих других космических миссиях.
