Ракетный двигатель CubeSat настолько мал, что его приходится выпускать по технологии микрочипов

Современные запуски спутников весом менее 10 кг составляют подавляющую часть всех спутниковых миссий, и именно для них создание компонентов является особенно сложной задачей. Одной из главных проблем становится разработка ракетных двигателей, которые могут соответствовать ограничениям и требованиям спутников CubeSat. Эти двигатели должны быть не только миниатюрными, но и простыми в использовании, безопасными и экологически чистыми.


Финансируемый Европейским космическим агентством, ракетный двигатель под названием ICE-Cube Thruster безусловно отвечает всем перечисленным требованиям. На самом деле, его размеры просто поразительны. Весь чип управляющего устройства имеет размеры с ноготь, а камера сгорания и сопло ракетного двигателя длиной всего 1 мм. Для его работы требуется всего 20 Вт электрического тока, и во время проведения тестов он демонстрировал тягу в 1,25 миллиНьютона с удельным импульсом 185 секунд — это примерно в полмиллиарда раз меньше тяги, генерируемой двигателями, используемыми на космических кораблях.

Однако самая захватывающая черта ракетного двигателя ICE-Cube заключается в том, что в качестве топлива он использует обычную воду, которая при этом не является взрывоопасной и негорючей. Благодаря электролизу, проводимому с использованием электрического тока на борту спутника, вода разлагается на водород и кислород. Затем эти газы подаются в камеру сгорания, где топятся и создают тягу для маневрирования спутника CubeSat.

Использование воды как топлива не только экологически безопасно, но также уменьшает нагрузку на спутник, так как для ее хранения не требуется высокое давление. Это позволяет создавать более легкие и простые системы хранения и обработки. Однако, создание камеры сгорания и сопла для такого маленького двигателя представляло собой настоящий вызов. Чтобы справиться с этой задачей, ученые прибегли к использованию методов микроэлектроники и микроэлектромеханических систем (MEMS), которые обычно применяются при производстве кремниевых пластин для процессоров с субмикронными размерами.

Хотя такой подход мог показаться необычным, он оказался чрезвычайно эффективным. Ракетный двигатель ICE-Cube Thruster не только успешно выполняет свою работу, но также легко масштабируется, что позволяет производить его в больших количествах. Это развивает новые возможности космической технологии и обеспечивает доступные и надежные варианты для запуска спутников CubeSat.