Спутники на орбите используют ракетные двигатели для поддержания своей высоты. Этим двигателям требуется топливо для питания своих химических или ионных двигателей, но когда топливо заканчивается, орбита медленно разрушается, и спутник снова входит в атмосферу. Разработан новый тип электрической силовой установки, не требующей бортового топлива. Вместо этого он вытягивает частицы воздуха из атмосферы и ускоряет их, создавая тягу. Очень похоже на ионный двигатель, но на этот раз источником топлива является воздух, что делает его идеальным для низких околоземных орбит.
Прослеживая изобретение ракеты, мы переносимся в древний Китай примерно в 13 веке. Пороховые стрелы использовались в военных целях и, известные как «огненные стрелы», стреляли по войскам противника. В 20 веке ракетное движение продвинулось вперед благодаря таким ключевым игрокам, как Роберт Годдард, которого называют отцом современной ракетной техники.
В 1926 году Годдард изобрел первую в мире ракету на жидком топливе, что привело к появлению нового поколения управляемых ракетных двигателей. Появление ракетного двигателя во всех его вариантах позволило человеку исследовать Луну и множеству роботов-исследователей по всей Солнечной системе.
Команда из Космического центра Суррея надеется, что их новая конструкция позволит спутникам выходить на орбиту на меньшей высоте, и хотя они будут испытывать большее атмосферное сопротивление, обильный запас воздуха позволит им приспособиться. Эта концепция может помочь в мониторинге и моделировании климата, спутниковой связи и наблюдениях за Землей.
На низких орбитах воздух разрежен, но электрическая двигательная установка с воздушным приводом все еще может использовать воздух в качестве топлива. Идея очень похожа на ионные двигатели, которые обычно используют в качестве топлива газ ксенон. Ионы ксенона ускоряются серией заряженных пластин до высокой скорости и выходят из двигателя, создавая небольшую тягу. Новая воздушная двигательная установка работает очень похожим образом. Корректировки из-за сопротивления трения, возникающего в разреженном воздухе, будут постоянными, но непосредственный сбор топлива из воздуха снаружи означает, что топливо никогда не закончится.
Основополагающим фактором успеха двигателя является воздухозаборник, который собирает молекулы газа и направляет их в двигатель. Молекулы воздуха затем ионизируются двигателем, так что ими можно манипулировать с помощью электромагнитных полей. Солнечные батареи и батареи обеспечат энергию, необходимую для ионизации и ускорения ионизированных молекул воздуха на высоких скоростях. Когда воздух выходит из двигателя, он создает тягу, приводящую двигатель в движение вперед.
В состав команды входят ученые и инженеры из Космического центра Суррея и Центра аэродинамики и экологических потоков Суррея. Космическое агентство Великобритании спонсировало команду, выделив 250 тысяч фунтов стерлингов в течение года. Это поможет им развить концепцию до полного проектирования, испытаний и анализа орбитальной механики. В случае успеха в ближайшие годы мы вполне можем увидеть спутники с воздушными двигателями на орбите Земли.
Источник: Новый воздушно-реактивный космический корабль, который обеспечит лучшее наблюдение за Землей и более быструю связь.
