Технология ракетных двигателей шагнула вперед семимильными шагами со времени появления первых вооруженных ракет в Китайской и Монгольской империях. Это были не более чем ракетные стрелы и копья, но они заложили основу для нашего исследования космоса. Жидкостное топливо, ионные двигатели и солнечные паруса — все это попало в заголовки газет, поскольку мы стремимся к более эффективным методам путешествий, но команда сделала следующий шаг, создав систему двигателей размером с ладонь, которая может ускорить будущие крошечные космические корабли через космический залив.
Двигатели размером с ладонь сильно отличаются от гигантских ракет, к которым мы привыкли, например, от ракеты Сатурн V, которая доставила астронавтов Аполлона на Луну, высота которой составляла 110 метров. Отличие двигателей ATHENA состоит в том, что они предназначены для маневрирования и приведения в движение кубсатов и небольших спутников, когда они находятся в космосе, а не для запуска ракет с поверхности Земли.
Команда, возглавляемая Даниэлем Пересом Гранде, генеральным директором и соучредителем IENAI Spain, назвала свой двигатель размером с ладонь «Афина». Это не самое запоминающееся название, но четко отражает то, что он делает — адаптируемый двигатель, основанный на нанотехнологии с электрораспылением. Технология была разработана для ЕКА, и после успешного этапа проектирования и, если все пойдет по плану, прототип будет доступен к концу 2024 года.
Технология основана на методе, известном как электроспрей, который ранее использовался в масс-спектрометрии, но теперь нашел свое применение в космосе. Каждый двигатель имеет семь матриц эмиттеров, выгравированных на кремниевых пластинах, и каждая содержит 500 точечных эмиттеров. Электрически заряженные частицы из проводящей соли распыляются и приводятся в движение электростатическим полем, создавая максимальную тягу, которая может составлять порядка 20 км в секунду. Эта концепция очень похожа на уже используемые ионные двигательные установки, но в гораздо меньшем масштабе.
Как и его собратья на ИОННОМ и жидкостном топливе, двигатель имеет широкие возможности регулировки и может быть перенастроен в полете. Подруливающие устройства также экологически безопасны, поскольку топливо представляет собой нетоксичную жидкость и не требует резервуаров для хранения под давлением. Небольшой размер двигателей означает, что их можно сгруппировать в любую необходимую конфигурацию, всего шесть штук, необходимых для размещения на лицевой стороне типичного кубсата размером 10 см, и могут быть сгруппированы вместе на спутниках и зондах массой до 50 кг. Команда надеется, что сможет дальше развивать технологию, чтобы работать с судами массой до 300 кг.
Космические технологии, где это возможно, становятся все меньше и меньше, как и большинство других областей технологий. Однако для достижения этого двигательные системы также должны уменьшиться, и это потенциально более сложная задача. ATEHNA выглядит многообещающей разработкой, но ЕКА и их партнеры работают над двумя другими системами двигателей, основанными на технологии электрораспыления, каждая из которых, похоже, приносит многообещающие результаты.
