Американская некоммерческая организация The Aerospace Corporation отчиталась о значительном прогрессе в создании принципиально новой технологии для космической отрасли — твердотопливного ракетного двигателя, поддерживающего возможность многократного запуска и точного управления в полете. Инженерная группа уже успешно собрала экспериментальный прототип, работа которого базируется на использовании электронно-управляемых плазменных импульсов, потребляющих ничтожно малое количество энергии.
Основная сложность эксплуатации традиционных твердотопливных двигателей кроется в невозможности остановить процесс горения после воспламенения — топливная шашка сгорает целиком до тех пор, пока не иссякнет. В отличие от жидкостных ракетных двигателей, здесь нет механизма для мгновенного отключения или регулировки тяги. Именно эта технологическая особенность до сих пор вынуждала конструкторов отдавать предпочтение дорогостоящим и конструктивно сложным жидкостным установкам даже при планировании относительно несложных космических миссий.
Для преодоления этого ограничения The Aerospace Corporation объединила усилия с коллегами из Университета Южной Калифорнии и Военно-морской аспирантуры. Ученые работают над технологией наносекундных плазменных импульсов (NPPD). Суть метода заключается в генерации низкотемпературной плазмы посредством высоковольтных электрических разрядов, длительность которых составляет менее 100 наносекунд. Такой подход позволяет оперативно влиять на интенсивность горения твердого топлива.
На сегодняшний день твердотопливные системы ценятся в космонавтике за свою исключительную надежность, высокую удельную тягу и простоту исполнения: в них отсутствуют громоздкие турбонасосы, разветвленная сеть топливопроводов и сложная запорная арматура. Внедрение новой системы управления позволит сохранить все эти достоинства, добавив ключевое преимущество — возможность многократных включений и выключений двигателя.
Разработчики отмечают, что подобное решение станет настоящим прорывом для малых космических аппаратов, например, спутников формата CubeSat. Им требуется совершать точные орбитальные маневры, однако интеграция полноценной жидкостной системы для них зачастую является слишком дорогостоящей или технически неосуществимой из-за ограниченных габаритов.
К числу дополнительных плюсов системы эксперты относят отсутствие необходимости в тяжелых баках, работающих под высоким давлением, и общую компактность конструкции. Первые тесты в лабораторных условиях уже подтвердили жизнеспособность концепции. Несмотря на то что проект находится на ранней стадии исследований, технология открывает путь к созданию доступных космических аппаратов, способных выполнять длительные и многоэтапные миссии, которые ранее были доступны только при использовании дорогостоящих жидкостных двигателей.
