Размер шрифта:
+
Цвет сайта:
Изображения:

Учёный ТУСУРа совместно с коллегами из США разработал решение по улучшению двигателя космических кубсатов

15 сентября 2020
Учёный ТУСУРа совместно с коллегами из США разработал решение по улучшению двигателя космических кубсатов

Доцент кафедры физики ТУСУРа Денис Золотухин разработал решение по улучшению тяги, удельной тяги и эффективности миниатюрного плазменного двигателя космических кубсатов. Исследование проведено под руководством профессора Майкла Кейдара во время полуторагодовой работы учёного в Университете Джорджа Вашингтона (г. Вашингтон, США) и опубликовано в журнале Physical Review E.

Малые космические аппараты — кубсаты — представляют собой миниатюрные кубические спутники, создаваемые как для исследования космоса, так и для решения различных задач небольшими частными компаниям. Они часто запускаются на орбиту в качестве дополнительной нагрузки к обычным космическим аппаратам.

«Когда я прибыл в лабораторию, профессор Кейдар поставил мне задачу увеличить тягу двигателя кубсата на заметную величину — в несколько десятков раз. При этом нужно было сохранить или даже улучшить отношение тяги к мощности и удельный импульс. Это важные параметры, которые показывают эффективность двигателя. На протяжении полутора лет я занимался этой проблемой и под руководством профессора смог добиться хорошего результата», — рассказывает соавтор исследования, доцент кафедры физики ТУСУРа Денис Золотухин.

Учёные обнаружили, что, если в разрядную систему добавить вторую ступень в виде дополнительного электрода, подать на него напряжение и поместить его в магнитное поле, то при определенном пороговом значении напряжения на дополнительном электроде плазма генерируется более активно, а её ускорение — усиливается. В результате этого тяга двигателя увеличивается в 20-25 раз. Эти результаты команда учёных изложила в научной публикации в журнале Physical Review E.

Одновременно с исследованиями, которые Денис Золотухин проводил в Университете Джорджа Вашингтона, работа велась и в Томске, на кафедре физики ТУСУРа. Команда томских ученых (Андрей Тюньков, Юрий Юшков и Ефим Михайлович Окс) в сотрудничестве с Майклом Кейдаром исследовала вопрос, как продлить срок службы плазменного двигателя кубсата. Проблема заключается в то, что в таком двигателе на протяжении миллионов импульсов горит дуга, плазма которой постепенно разрушает межэлектродный промежуток. В ТУСУРе предложили напылять на межэлектродный промежуток первой ступени борное покрытие.

«Бор — очень твердый и прочный материал, и, если на промежуток осадить пленку бора, можно значительно замедлить этот процесс», — поясняет Золотухин.

Этот метод позволяет увеличить срок службы микродуговых двигателей в 6-17 раз.

Результаты этой разработки опубликованы в этом году в журнале Journal of Propulsion and Power, посвященном различным двигателям космических аппаратов.

Лаборатория профессора Кейдара в Университете Джорджа Вашингтона занимается разноплановой научной деятельностью, включающей три основных направления:

  1. Разработка плазменных импульсных двигателей для малых космических аппаратов (кубсатов);
  2. Исследования по генерации и применению холодной атмосферной плазмы для лечения раковых заболеваний;
  3. Нанотехнологии и нанопокрытия.

Другие новости

25 августа 2020

Набор в аспирантуру Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники продлится до 3 сентября.

07 сентября 2020

Во время первой конференции RUSSIAN OUTER SPACE TALKS, посвящённой обсуждению актуальных для современного мира вопросов: правовым аспектам разведки, добычи и использования космических ресурсов, представители ТУСУРа смогли получить ответы на свои вопросы от НАСА.

03 сентября 2020

Первая онлайн-конференция госкорпорации «Роскосмос» RUSSIAN OUTER SPACE TALKS будет посвящена правовым аспектам разведки, добычи и использования космических ресурсов.

27 августа 2020

Томский госуниверситет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) организовал в рамках VI Международного военно-технического форума «Армия-2020» круглый стол «Перспективы развития современных систем связи, отечественной компонентной базы и подготовки кадров для оборонно-промышленного комплекса Российской Федерации».