Європейські компанії TransMIT GmbH та IQM працюють над супутниковим двигуном принципово нового типу — повітряно-дихаючою електричною тяговою системою (Air-Breathing Electric Propulsion, ABEP). Нещодавно проєкт пройшов критичний огляд конструкції, що засвідчив технічну життєздатність концепції, повідомляє Interesting Engineering.
Система ABEP покликана розв’язати давню проблему супутників на низьких орбітах. Звичайні космічні апарати мусять тримати на борту запаси палива — зокрема ксенон або криптон — аби компенсувати гальмування в розрідженій атмосфері. Саме вичерпання цих запасів і завершує орбітальну місію. Нова розробка пропонує інший підхід — використовувати ті самі атмосферні частинки, що створюють опір, як робоче тіло для двигуна.
Принцип дії системи охоплює три послідовні етапи. Спеціальний повітрозабірник захоплює залишкові молекули азоту та кисню на висоті від 180 до 250 км — це так звана наднизька орбіта (Very Low Earth Orbit, VLEO). Потім гази іонізуються й перетворюються на плазму, яку прискорюють електричним і магнітним полями, формуючи реактивну тягу. Енергію для всього циклу дають сонячні батареї апарата.
Ключовим технічним рішенням стала безкатодна конструкція двигуна. Катод — один із найпроблематичніших елементів у кисневому середовищі низьких орбіт, тож його відсутність істотно підвищує надійність системи. Основою слугує схема високочастотного іонного двигуна, проте її адаптовано до роботи на сумішах атмосферних газів. Розробники прагнуть досягти електричного ККД не менше 50 % і питомого імпульсу від 4200 секунд.
Підписуйтесь на Mediasat у Telegram: тут найцікавіші новини ТБ та телекому
Проєкт веде компанія TransMIT GmbH під назвою «Cathodeless Electric Propulsion Thruster for Air-Breathing Electric Propulsion Systems». Розробку двигуна здійснює IQM за фінансування Європейського космічного агентства (ESA). Наразі прототип складають, а його випробування проведуть у вакуумних камерах, що імітують умови VLEO.
Технологія обіцяє кілька вагомих переваг. Відмова від бортових запасів палива зменшить стартову масу апарата й здешевить місії, а сам супутник працюватиме довше. Нижча орбіта додатково дає кращу роздільну здатність для дистанційного зондування Землі та меншу затримку сигналу. Якщо ж апарат відмовить, він природно зійде з орбіти — а це означає менше космічного сміття.
Якщо прототип підтвердить розрахункові характеристики, ABEP може стати основою для нового класу супутникових угруповань, здатних тривало працювати на орбітах, практичне освоєння яких досі лишалося поза межами можливого.
ESA паралельно розвиває й наземну інфраструктуру: агентство нещодавно завершило випробування станції оптичного зв’язку в чилійських Андах, яку спільно створили французька Safran Space та шведська SSC Space. Станція забезпечує обмін даними з супутниками зі швидкістю до 10 Гбіт/с, а повноцінну експлуатацію заплановано розпочати навесні 2026 року.
