Ионный двигатель, созданный в лаборатории MIT, размером с мелкую монету и создает крошечную тягу в несколько десятков микроньютонов. Но в безвоздушной среде спутник CubeSat или аналогичный по размеру может с его помощью совершать маневры на орбите. Этот электрогидродинамический двигатель выбрасывает струю ускоренных заряженных частиц, источником которых является ионная жидкость, пишет MIT News.
В напечатанном корпусе аппарата имеется резервуар с жидкой солью, а также множество конических эмиттеров, покрытых нанонитями оксида цинка, выращенными на поверхности конусов. Эти нанокристаллы выступают в роли фитилей, впитывающих жидкость из резервуара и доставляющих ее к кончику эмиттера. Под действием электрического напряжения между эмиттерами и напечатанным электродом экстрактора заряженные частицы выстреливают из излучателя.
Изучив с помощью масс-спектрометрии состав частиц струи, ученые обнаружили, что в ней нет нейтральных молекул, только чистые ионы. Обычно это не так. Причина такого явления исследователям не ясна, хотя они предполагают, что дело в нанонитях из оксида цинка. «Мы считаем, что это как-то связано с тем, как впрыскивается заряд и как жидкость взаимодействует с материалом нити, перенося жидкость к месту эмиссии», — пояснил руководитель лаборатории Луис Фернандо Веласкес-Гарсия.
Чистая ионная струя означает, что двигатель более эффективно расходует топливо, что крайне важно для срока службы спутников на орбите, которые обычно не предполагают дохаправки.
Ионный двигатель для миниатюрных спутников — хороший пример применения аддитивных технологий для создания модифицируемых, комплексных структур из нескольких материалов. Вместо того чтобы использовать в промышленном производстве дорогие лазеры или технологии чистой комнаты, инженерам MIT удалось создать двигатель на коммерческих принтерах, применяя общедоступные и недорогие методы.
До сих пор ионные двигатели использовались только в космосе как маневровые двигатели спутников. Однако компания Undefined Technologies показала видео дрона, летающего на таком двигателе и утверждает, что совершила прорыв, который изменит весь современный транспорт.
