Крошечный ракетный двигатель для спутников: размером с ноготь

Давайте на чистоту: космос сегодня — это уже не только огромные станции и мощные ракеты. Это царство малюток. Около 90% всех запускаемых сейчас спутников весят меньше 10 кг, некоторые — размером с ладонь. И для этих малышей нужны особые, миниатюрные «мускулы» — двигатели. Задача не из простых: двигатель должен быть крошечным, простым, работать от маломощной сети, обходиться без сложных систем высокого давления и, желательно, не быть ядовитым. Почти как заказать кофе «со всеми сложностями».

Двигатели для кубсатов: когда каждый миллиметр на счету

Двигатель ICE-Cube, который курирует Европейское космическое агентство (ЕКА), эту планку берет с легкостью. Он не просто маленький — он микроскопический. Весь агрегат — длиной с ноготок, а его сердце — камера сгорания и сопло — умещаются в одном миллиметре. Попробуйте это представить.

Аппетиты у него тоже скромные: всего 20 ватт мощности. Но не дайте себя обмануть! На испытаниях эта малютка стабильно выдавала тягу в 1,25 миллиньютона с удельным импульсом 185 секунд. Чтобы вы понимали масштаб: это примерно в полмиллиарда раз слабее, чем двигатели старого доброго «Спейс шаттла». Разница между слоном и бактерией, но в космосе даже такая тяга — огромное достижение.

И вот здесь — самый изящный трюк. Чем заправляют этот технологический шедевр? Самой обычной водой. Да, той самой H₂O. Она не взрывается, не горит и в целом очень славная жидкость. Бортовой ток методом электролиза расщепляет воду на водород и кислород, которые затем сжигаются в камере, создавая ту самую драгоценную тягу для манёвров спутника. Гениально и… как будто просто. Почему до этого не додумались раньше?

Вода — это не только гениально, но и практично. Во-первых, это экологично (что в космосе, правда, пока не главный приоритет). Во-вторых, её легко хранить: не нужны тяжеленные баки под высоким давлением. Всё это делает систему хранения легче и проще, освобождая драгоценные граммы для научной аппаратуры.

Но как собрать такую ювелирную конструкцию? Вот тут-то и пригодился опыт полупроводниковой индустрии. Чтобы выточить камеру сгорания и сопло, учёные адаптировали технологию MEMS (микроэлектромеханических систем) — ту самую, что создаёт транзисторы в вашем процессоре. Получается, что один и тот же завод может делать и умные телефоны, и умные спутники. Будущее уже здесь, и оно очень, очень маленькое.