Малые искусственные спутники типа «кубсат» дешево выводить на орбиту, но их двигательные системы сталкиваются с жесткими ограничениями по массе и объему. Химические двигатели мощны, но прожорливы: для короткого включения требуется большой бак топлива. Электрические ионные двигатели экономичны и могут работать годами, но не способны быстро изменить орбиту или уйти от столкновения. Иметь при себе два бака с разным топливом для них непозволительная роскошь.

Advanced SpaceCraft Energetic Non-Toxic (ASCENT) — это ионная жидкость, заменитель гидразина. Гидразин токсичен, взрывоопасен и требует специальных защитных костюмов при заправке. Топливо ASCENT безопасно, по вязкости напоминает жидкое масло, и не замернет и не вскипит в условиях космоса. По иронии судьбы, ASCENT была синтезирована ВВС США именно для химических двигателей, но оказалось, что это та же самая соль в жидком виде, которую группа ученых из Массачусетского технологического института десятилетиями использует для ионных коллоидных двигателей.

Исследователи испытали производительность коллоидного двигателя, работающего на ASCENT. Опытный образец кубсата выглядит так: каждый двигатель из четырех соединен с баком размером с кирпичик «Лего». Внутри — всего 1 грамм топлива. Испытания проводились на стенде с магнитной левитацией внутри вакуумной камеры, имитирующей условия космоса. Под действием напряжения двигатели активировались, возникающие струи вращали спутник, как парящий волчок. Это позволило рассчитать топливную эффективность ASCENT.

Как оказалось, ASCENT обеспечивает такую же тягу, что и обычное топливо для ионных двигателей. Теперь изобретение пройдет проверку в реальных условиях. Испытания намечены на ноябрь 2026 года, сообщает MIT News.

«Это будет первый случай, когда спутник будет иметь общий топливный бак», — сказал Пауло Лозано, соавтор исследования.

Помимо длительных исследовательских межпланетных полетов, малые спутники, оснащенные как химическим, так и электрическим двигателем, могут быть полезны и для выполнения более близких к Земле задач, например, для наблюдений за погодой и климатом.

Инженеры Европейского космического агентства и ряда коммерческих компаний разрабатывают новый тип спутниковых двигателей — воздушно-реактивные электрические двигатели (ABEP), которые позволяют спутникам обходиться без традиционного топлива и работать на очень низких орбитах, от 180 до 250 км. Вместо бортового запаса горючего система использует остаточные молекулы атмосферы — азот и кислород.