В России протестировали йодный двигатель

05.12.2018
В России протестировали йодный двигатель
РКК «Энергия» отработала на Земле запуск электроракетного двигателя (ЭРД), работающего на йоде
РКК "Энергия"

РКК «Энергия» отработала на Земле запуск электроракетного двигателя (ЭРД), работающего на йоде. Специалисты лаборатории проектирования перспективных двигательных установок ракетно-космической корпорации исследовали запуск двигателя в различных режимах: как со штатным ксеноновым катодом, так и — впервые — с новым безрасходным катодом-нейтрализатором, сообщает пресс-служба РКК «Энергия».

После отработки на Земле эксперименты продолжатся на орбите. Сначала российские космонавты изучат работу безрасходного катода-нейтрализатора, запуская ЭРД на ксеноне. Второй этап в целях безопасности пройдет на грузовом корабле «Прогресс». На нем установят новый двигатель и по видеосвязи будут следить за его запуском и режимами работы. Корабль будет находиться в отстыкованном состоянии 30 суток.

Идею использовать «чистый» реактивный йод в качестве так называемого рабочего тела двигателя — вещества, необходимого для получения импульса тяги, — предложил еще в конце 1990-х старший научный сотрудник корпорации Валерий Островский. Первые испытания на штатном плазменном двигателе показали принципиальную возможность использования йода: двигатель, оборудованный дополнительным газораспределительным устройством, запускался на ксеноне, а йод поддерживал разряд. Затем конструкторы приступили к разработке системы подачи йода, которая и была в итоге запатентована.

Предложенный конструкторами «Энергии» вариант двигателя оснащен безрасходным катодом-нейтрализатором, что позволяет обойтись без дополнительного газообразного рабочего тела — ксенона или аргона. Такой двигатель может использоваться как маршевый или для коррекции орбиты, например на спутниках связи, а также при решении транспортных задач дальнего космоса. Испытания на орбите, названные в честь автора идеи экспериментом «Островский», запланированы на 2022 год.

Преимущество двигателя с использованием йода заключается прежде всего в его экономичности. В существующих ЭРД в качестве рабочего тела традиционно используется ксенон, который значительно дороже йода. Кроме того, система подачи и хранения ксенона достаточно сложна и громоздка, что значительно увеличивает габариты и массу двигательной установки. Еще один важный момент: количества производимого ксенона недостаточно для решения перспективных задач космонавтики, например полетов на Луну.

Йод же хорошо хранится в твердом состоянии и может быть легко превращен в газ без применения многоступенчатой системы понижения давления. При ресурсных испытаниях возможна также рециркуляция йода. Как следствие, стоимость наземной отработки такого ЭРД в десятки раз ниже, при этом параметры двигателей на йоде как минимум не уступают аналогичным характеристикам ЭРД на ксеноне.

А в октябре в России завершились наземные испытания одного из важнейших элементов космической ядерной энергодвигательной установки (ЯЭДУ) мегаваттного класса — системы охлаждения. О том, что представляют собой такие установки, почему для них жизненно важна эффективная система охлаждения и каковы перспективы производства ЯЭДУ в России, «Стимул» уже рассказывал.

Другой перспективный тип космического двигателя основан на принципе ионной тяги. Недавно ученые из Массачусетского технологического института провели первые летные испытания модели самолета-ионолета. Один из вариантов ионного двигателя используется в некоторых космических аппаратах, например в New Horizons, который пролетел около Плутона, или BepiColombo, направляющийся сейчас к Меркурию. В используемых сейчас ионных двигателях применяется запас топлива, как правило ксенона. Но существует и концепция прямоточных ионных двигателей — такую установку сейчас разрабатывают специалисты Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ). О разных аспектах ионного двигателя можно прочитать в материале «В США испытали модель ионолета».