CAT — доступный магнитоплазменный двигатель для запуска спутников CubeSat в далекий космос

CubeSat

С тех пор как попытка инженеров из Мичиганского университета собрать необходимые для запуска производства доступных разгонных блоков CAT $200 тыс на краудфандинговом сервисе KickStarter провалилась прошло около 4 месяцев. Именно столько понадобилось энтузиастам, чтобы переосмыслить свои ошибки и попытать счастья еще раз.

К слову, разработчики даже платформу решили не менять. Правда, в этот раз они заручились поддержкой частных инвесторов и собирают на том же KickStarter в четыре раза меньше – $50 тыс. Этой суммы должно хватить для того, чтобы оснастить тестируемый космический аппарат CubeSat нужным оборудованием для наблюдения за работой двигателя CAT.

e49578179866c97f7203a2863158f085_large

Стоит отметить, что проект CAT (CubeSat Ambipolar Thruster) изначально был разработан с одной целью – сделать запуск небольших спутников, созданных по стандарту CubeSat, максимально доступными для большинства. По словам разработчиков, CAT позволит отправлять CubeSat с различными инструментами на борту, которые будут обходиться в 10 тыс раз дешевле по сравнению с традиционными в космической отрасли спутниками, далеко за пределы орбиты Земли. При этом для питания системы используется солнечная энергия от установленных на борту солнечных панелей, а в качестве топлива может использоваться не только инертный газ, но и вода.

2

Разработчики столь необычного двигателя отмечают, что работает CAT практически также как и любая современная ракета-носитель. Однако, в отличие от ракет, тяга в CAT создается не от преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела, а от расширения потока плазмы, разогретой до температуры свыше 350 тыс градусов Цельсия.

3

Стоит отметить, что плазма представляет собой ионизированный газ, который может быть разогнан до нужной скорости с целью создания тяги, создаваемой CAT (до 2 мН при мощности в 10 Вт и до 20 мН при 100 Вт в импульсном режиме). При этом двигатель сможет работать более 20 тыс часов, ускоряя миниатюрные спутники CubeSat намного быстрее по сравнению с ракетами-носителями.

4

Еще летом инженеры из Мичиганского университета довольно детально описывали принцип работы CAT. Судя по приведенным на KickStarter изображениям, с тех пор мало что изменилось. Итак, изначально ожидаемое топливо выводится из контейнера в специальную камеру в форме кварцевой бутылки, которая распределяет газ и содержит плазму. При этом газ переходит в плазму под влиянием специальной радиочастотной антенны, которая окружает камеру и излучает низкочастотные электромагнитные волны — геликоны. Последним этапом является выход плазмы из сходящегося/расходящегося сопла на постоянных магнитах. Не лишним будет сказать, что скорость истечения плазмы составляет 20 тыс м/с.

Известно, что в ходе первого тестирования в качестве топлива будет использоваться ксенон. Правда, в случае успеха исследователи обещают доработать топливную подсистему CAT, что позволит преодолевать более 1,6 млрд км на 4 л воды (нужно всего $300 тыс).

На данный момент CAT находится на третьем уровне по шкале NASA Technology Readiness Level (TRL). Также известно, что первый прототип не полетит дальше орбиты Земли и будет использован исключительно для тестирования возможностей двигателя.

Исследователи также не смогли пройти мимо аппаратов серии «Вояджер». Напомним, ученые не так давно определились, что«Вояджер-1» покинул Солнечную систему. Возможно, именно поэтому они решили прикрепить к борту CAT золотую табличку, на которой будут выгравированы имена тех людей, компаний или их логотипы, которые пожертвуют на развитие проекта $1 тыс. Более детальную информации о размере взноса, подарках и роадмапе можно найти на странице KickStarter.