Європейське космічне агентство провело випробування прямоточного іонного двигуна, що використовує як робоче тіло повітря з навколишньої атмосфери. Передбачається, що невеликі супутники з таким двигуном зможуть практично необмежено перебувати на орбітах з висотою 200 або менше кілометрів, повідомляється в прес-релізі агентства.
Принцип роботи іонних двигунів заснований на іонізації частинок газу та їх розгоні за допомогою електростатичного поля. Частинки газу в таких двигунах розганяються до значно більших швидкостей, ніж у хімічних двигунах, через що іонні двигуни мають набагато більший питомий імпульс і витрачають менше палива. Але у іонних двигун є і важливий недолік - вкрай мала тяга, порівняно з хімічними двигунами. Через це вони рідко застосовуються на практиці, в основному на невеликих апаратах. Наприклад, такі двигуни використовуються на зонді Dawn, що знаходиться зараз на орбіті карликової планети Церера, і будуть використовуватися в місії BepiColombo, яка повинна відправитися до Меркурія в кінці 2018 року.
Як і в хімічних двигунах, у використовуваних зараз іонних двигунах застосовується запас палива, як правило, ксенона. Але існує і концепція прямоточних іонних двигунів, яка, правда, поки не застосовувалася на літаючих в космос апаратах. Її відмінність полягає в тому, що в якості робочого тіла пропонується використовувати не кінцевий запас газу, що завантажується в бак перед запуском, а повітря з атмосфери Землі або іншого атмосферного тіла.
Передбачається, що відносно невеликий апарат з таким двигуном зможе практично необмежено перебувати на низьких орбітах з висотою приблизно від 150 кілометрів, компенсуючи атмосферне гальмування тягою двигуна, що працює на повітрі, що надходить в нього з атмосфери. У 2009 році ESA запустило супутник GOCE, який зміг за рахунок постійно включеного іонного двигуна із запасом ксенона пробути на 255-кілометровій орбіті протягом майже п'яти років. Після цього агентство зайнялося розробкою прямоточного іонного двигуна для аналогічних низькоорбітальних супутників, і тепер провело перші випробування такого двигуна.
Випробування проходили у вакуумній камері, в якій розташовувався двигун. Спочатку в нього подавали прискорений ксенон. Після цього в газозабірний пристрій почали додавати суміш кисню з азотом, що імітує атмосферу на висоті 200 кілометрів. Наприкінці випробувань інженери провели тести з виключно повітряною сумішшю для перевірки працездатності в основному режимі.
Варто відзначити, що аналогічний двигун розробляється фахівцями МАІ і ЦАГИ, причому його випробування почалися в 2017 році. Як повідомив N + 1 професор МАІ Сергій Хартов, під час успішних випробувань цього двигуна використовувався ще один електрореактивний двигун. Він подавав у пристрій для забору газу потік повітря з тиском 10-5 від атмосферного і швидкістю близько 8 кілометрів на секунду. Це імітувало реальні умови для супутника, що летить на низькій орбіті. Передбачається, що прямоточний електрореактивний двигун буде використовуватися для підтримки невеликих апаратів на кругових орбітах з висотою близько 150-250 кілометрів або високоеліптичних орбітах з малою висотою в перигеї.