Высота орбиты является одним из важнейших параметров любого искусственного спутника Земли. Верхние слои земной атмосферы постепенно тормозят космические аппараты. Чем меньше высота — тем скорее спутник сойдет с орбиты.
Единственный способ находиться на низкой орбите в течение длительного срока — использовать бортовые двигатели аппарата. Например, запущенный в 2009 г. спутник GOCE почти пять лет проработал на орбите высотой всего 250 км. Он использовал ионный двигатель, работавший на ксеноне.
Принцип его работы заключается в ионизации частиц рабочего тела (чаще всего инертного газа) и их разгоне с помощью электрического поля. Основным достоинством такого типа двигателей является малый расход рабочего тела и продолжительное время функционирования, недостатком — ничтожная по сравнению с химическими двигателями тяга. Поэтому они в основном используются на небольших аппаратах.
Но, хоть ионный двигатель и намного экономичнее традиционных химических, его ресурс все равно ограничен запасами рабочего тела в баках космического аппарата. Именно это и случилось со спутником GOCE: по исчерпании запасов ксенона он сошел с орбиты.
Но не исключено, что в будущем низкоорбитальным аппаратам вовсе не понадобятся запасы «горючего». На днях ESA опубликовало пресс-релиз, сообщающий об успешных испытаниях прототипа прямоточного ионного двигателя.
Устройство было построено компанией Sitael. Испытание проходило в вакуумной камере. В первом тесте в качестве рабочего тела использовался ксенон. Затем в газозаборное устройство со скоростью 7,8 км/с начали подавать смесь кислорода с азотом, имитирующую атмосферу на высоте 200 км. В конце испытаний инженеры провели тесты с использованием исключительно воздушной смеси.
По словам специалистов, испытание завершилось успехом. Оно открывает дорогу к созданию нового поколения атмосферных ионных двигателей, которыми можно будет оснащать не только спутники на низких околоземных орбитах, но и аппараты, исследующие другие тела Солнечной системы с атмосферой — например, Марс или Венеру.
По материалам: http://www.esa.int
