Stellar Exploration утверждает, что такой миниатюрный двухкомпонентный двигатель даст микроспутникам возможность совершать межпланетные миссии.
LOGAN, Utah — Компания Stellar Exploration, базирующаяся в Сан-Луис-Обиспо, Калифорния, на данный момент проводит оценочные испытания малогабаритной реактивной системы, при помощи которой небольшие аппараты смогут осуществлять межпланетные миссии.
«Что нехарактерно для подобной технологии, которую в Stellar Exploration разработали при сотрудничестве с Malin Space Science Systems из Сан-Диего, так это её мощь», — говорит Майк Лукс, президент Space Exploration Engineering, специализирующейся на миссиях в пространстве между Землёй и Луной, около Луны и в глубоком космосе. Двигатель, работающий на гидразине и азотном тетраоксиде, способен разогнать кубсат формата 12U и весом около 28 килограммов до двух километров в секунду.
«Крохотный двухкомпонентный мотор, который построила Stellar, неожиданно для многих придаёт кубсатам способность выполнять то, что раньше могли только куда более крупные и соответственно более дорогие устройства», — писал нам в электронном письме Лукс — «Ни одна разработка из представленных на рынке в данный момент для кубсатов не ровня этой даже близко. Несмотря на свои габариты, это серьёзный, «взрослый» реактивный двигатель, построенный на хорошо известных технологиях, и с его помощью микроспутники наконец перестанут «плескаться в лягушатнике».
Финансирование на проектирование и постройку Stellar Exploration получила по программе Перспективных малых миссий исследования планет NASA (Small Innovative Missions for Planetary Exploration), в рамках которой поддерживается выработка и развитие научных миссий для малых аппаратов. Компания рассчитывает, что впервые её разработка используют на кубсате, который отправят к Марсу попутно с миссией NASA к астероиду Психея в 2022 году. Психея совершит пролёт мимо Марса, поэтому кубсат должен обладать достаточными резервами тяги, чтобы перейти от астероида на орбиту вокруг Красной планеты.
«Но мы ищем и другие варианты практического применения», — объяснял SpaceNews Томас Свитек, президент Stellar Exploration, на конференции по малым спутникам — «Например, такой двигатель можно поставить на небольшой роботизированный спускаемый аппарат, или микроспутник, который своим ходом отправится с геопереходной на геостационарную орбиту, или на спутник, который довыведет себя на орбиту «Молния».
«Плюс, он рассчитан на довольно низкие давления в баках, что снижает требования к безопасности. Мы сразу задумывали всё так, чтобы было поменьше проблем с ограничениями», — добавил Свитек.
Комментарии (44)
WildLynxDev
11.08.2018 15:20What is that? An engine for ants?
Какой у него будет Isp?
А может лучше ионный двигатель?
К баллону с аргоном будет куда меньше вопросов, чем к бакам с НДМГ+АТ? А то ещё попутным грузом не возьмут или заставят муторную и дорогую сертификацию проходить?OriSvet Автор
11.08.2018 16:22У ионных двигателей околосмешная тяга, поэтому используя их — понадобятся недели и месяцы на разгон. В случае, например, с пролётным манёвром и сменой орбиты — ионника просто-напросто недостаточно.
sshikov
11.08.2018 19:01>околосмешная тяга
Ну, тут про тягу вообще нет ни слова, так что пока можно только догадываться, какова она. Ну или прикинуть примерно — но по фотке даже габариты оценить сложно (нужно бы в первую очередь прикинуть диаметр критического сечения, потому что из него и давления в камере почти непосредственно следует тяга). Кроме гаек, которые могут быть сильно разные, почти не за что зацепиться.OriSvet Автор
11.08.2018 19:26У ионных двигателей это обычно доли грамма. Если этот движок может разогнать почти тридцать кило до 2 км\с и, судя по заявлению насчёт перехода с одной орбиты на другую, довольно быстро, плюс топливная пара гидразин-амил — то наверное как минимум сколько-то килограммов.
sshikov
11.08.2018 20:44Ну что килограммы (возможно десятки) — это понятно.
Пусть давление в камере скажем 263 атм, как у РД-180 :)
Шучу, хотя на самом деле, вот сразу сложно сказать, проще ли сделать маленький двигатель на большое давление, чем большой. Наверное с точки зрения прочности маленький проще, а отводить тепло наоборот сложнее. В общем, не знаю.
Пусть будет всего 50 атм, тогда тяга порядка 50 килограмм получится при критическом сечении 1 см2. Ну то есть можно примерно оценить размеры этого агрегата — что-то типа 5 см в диаметре и около 20 в длину.
Но странно что на фотке никаких признаков ТНА не наблюдается, одни гайки и шпильки.saag
11.08.2018 21:00Ну какой ТНА у двигателя малой тяги, ТНА нужен когда надо прокачать очень большие объемы за короткое время, тут вытеснительная подача топлива и окислителя гелием скорее всего
sshikov
11.08.2018 21:12+1Почему обязательно большие объемы? Главное что давление в камере сгорания намного больше, чем давление в баке. И кто-то должен этот перепад создавать. Гелий может обеспечить подачу компонента из бака, но и его вы тоже на длительное время не напасетесь. У «обычного» движка наддув бака — это лишь подача до насоса ТНА.
saag
11.08.2018 21:17У двигателя малой тяги объемы топлива небольшие, ТНА их выкачает очень быстро, поэтому его и нет, обычно такие двигателя включаются на короткое время, ТНА опять тут ни к чему, чтобы давление создать делают ТНА на перекиси водорода, но это опять таки зависит от объемов топлива, обычно он стоит на первой-второй ступенях, я не слышал, чтобы на космических кораблях, межпланетных станциях он был.
sshikov
11.08.2018 21:28Ну погодите, это все же не совсем обычный случай. Тут речь о том, чтобы 28 килограммовый спутник разогнать на 2 км/сек.
Мы знаем удельный импульс, хотя бы примерно, по-идее формула Циолковского должна нам дать начальную массу, если считать 28 килограмм конечной, не так ли?saag
11.08.2018 21:32Там масса топлива неизвестна.
sshikov
11.08.2018 22:03+2Естественно, неизвестна. Но прикинуть можно.
Формула Циолковского даст нам стартовую массу, которая будет состоять из спутника, топлива, баков и пр. конструкций, а уж сколько в этом будет составлять масса топлива, определяется тем, как хорошо мы умеем делать конструкции. И обычно там конструкций примерно процентов 10.
Насколько я помню, импульс что-то вроде 2800, скорость 2000, и стартовая масса должна быть что-то вроде e^(2000/2800)*28, или что-то типа двух- или трехкратной массы спутника. То есть топлива там примерно килограмм 25-50. Если я ничего не напутал конечно (с размерностями в первую очередь).
А дальше соответственно можно выбрать тягу (из любых соображений), и прикинуть расход и время работы двигателя на этом запасе.
Zenitchik
13.08.2018 15:36> вытеснительная подача топлива и окислителя гелием скорее всего
А разве «вонючку» не вторым компонентом вытесняют?saag
13.08.2018 15:37тогда бы восламенение было бы в баке, ба-бах
Zenitchik
13.08.2018 15:45+11. Вонючка — не взрывается.
2. Сгорит ровно столько на сколько хватит второго компонента.
Как я понял, в результате горения и выделяется газ для наддува. Сейчас погуглю, что к чему.Zenitchik
13.08.2018 15:55+1Беглое гугление показало, что если такая схема и применяется где-то, то это какой-то довольно редкий аппарат. Будет время — найду, где я это взял, самому стало интересно, что это такое было.
В основной массе — вытеснение гелием.sshikov
13.08.2018 19:52+1Если вы про схему, когда бак наддувается продуктами сгорания из газогенератора с избытком того же компонента, то она совсем не редкая. Для ракет по крайней мере.
Zenitchik
13.08.2018 23:08Я до сего дня думал, что нет, но теперь полагаю, что ошибался. Буду искать и уточнять. Наверно, на форуме Авиабазы спрошу…
black_semargl
14.08.2018 15:16Не то чтобы редкий но есть специфика с растворимостью продуктов сгорания в компонентах топлива и вообще с их физикохимическими свойствами. Может например выпасть в коммуникациях или ещё как.
Т.е. для ступени ракеты приемлемо, всё равно не успеет, а для разгонного блока или спутника нет
Mesklin
13.08.2018 09:26+1Ионный движок вместе с высоковольтным преобразователем — весьма дорогая и сложная штука. Правда у кубсатов по стандарту есть ограничение на давление в баках (если правильно помню) и на то, что в баках содержится, всякие коррозионные и ядовитые вещества запрещены. А то так при аварии одного кубсата можно повредить весь пакет полезной нагрузки при выведении.
black_semargl
13.08.2018 12:23Ну это смотря как ионник делать. Обычная газоразрядная лампа с дыркой наружу тоже вполне приличный импульс даст.
Stan_1
11.08.2018 23:24Хм… А эти кубосаты кто-то по орбитам распределяет? Что произойдет, если какие-то горе-расчетчики что-то не досчитают, и топливо в этой малютке закончится где-то на пересечении с орбитой МКС? Мне кажется, мусора космического и так на орбите хватает.
arheops
12.08.2018 00:32Ничего. МКС увернется. Орбита то известна, маневр уклонения стандартен.
Stan_1
12.08.2018 09:16А как определить риск столкновения? У МКС есть средства обнаружения? Наземные радары? Или каждый кубосат обязан сообщать координаты?
artskep
12.08.2018 12:07+1Наземные радары, оптические методы.
Например так:https://ru.wikipedia.org/wiki/Крона_(радиооптический_комплекс)
Mesklin
13.08.2018 09:30+1Не все орбиты для кубсатов разрешены — после выведения кубсат должен за фиксированное время сгореть в атмосфере, это все прописано в стандарте.
black_semargl
13.08.2018 12:10А если не туда полетит куда хотели?
Mesklin
13.08.2018 17:24+1Ну значит, так получилось )). Но сейчас подавляющее большинство кубсатов вообще не имеют двигателей, так что куда их вывела РН, там и летают. Типичный срок пребывания на орбите 3-6 месяцев, а потом сгорают в атмосфере.
arheops
12.08.2018 00:31Тоесть кубсат стоимостью в десяток тысяч сможет «случайно» сбивать с ГСО дорогие спутники конкурентов?
vasimv
12.08.2018 02:22Я бы больше волновался о возможном наведении их на земные объекты. С 2 км/c можно довольно в больших пределах наводить для падения. Хотя, наверное, трудно будет замаскировать кинетическую болванку внутри.
artskep
12.08.2018 17:19+1У кубсатов ограничение далеко не только по размерам. Так что эти предположения из области голливудских боевиков «класса B»
Кстати, хоть «маяк» и не достиг своей цели, но на Хабре были посты по поводу того, как они сертифицировались (и какие проблемы были). Очевидно, что прогнать через это оружие нереально.black_semargl
13.08.2018 12:15Это в РФ проблемы. А вот Swarm Technologies запустили спутники без разрешения от FCC USA — индийцам только деньги дай.
Dzp
12.08.2018 11:35Вот улетит он на 2-4 а.е. А как получать данные с этого микроспутника? Энергии на сильный радиосигнал у него нет, антенны больших размеров тоже нет.
Areso
12.08.2018 12:39+1Радиотелескопы, размером с футбольные поля, зря что ли строят? Вот и будут «ловить» передачи с микроспутников, вместо бесполезных попыток найти в радиошуме сигналы инопланетян.
sshikov
>тетраоксиде
Все-таки в русской литературе по ракетной технике больше принято тетраксид.
А слово «двухтопливный» по-моему тут просто неверно употреблять — это двух_компонентный_ двигатель, как и написано в другом месте (впрочем, я не смог вспомнить, бывают ли вообще однокомпонентные ЖРД, кажется это характерно только для РДТТ).
DerBad
ЖРД на перекиси водорода или гидразине, разлагаемых на катализаторе. Катализатор, при этом, не является компонентом топлива.
sshikov
Да, вы правы. Про катализаторы совсем вылетело из головы.