Специалисты Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» представили новую силовую установку для малых спутников, функционирующую на основе фторкетона — соединения, неофициально именуемого «сухой водой», сообщает ТАСС . Иначально данное вещество использовалось для тушения пожаров в помещениях с серверным оборудованием и архивами.
Ирина Медведева
Источник изображения: Freepik
Исследовать космос поможет OLGA
Как сообщили в университете, двигатель, получивший название OLGA, уже успешно прошел испытания, подтвердившие его базовую работоспособность. «Двигательная установка OLGA продемонстрировала создание тяги в условиях вакуума. В настоящее время ведутся работы по решению отдельных технических задач, связанных с герметичностью системы», — отметил директор Центра космических исследований и технологий НИЯУ МИФИ Евгений Степин.
Ключевой идеей разработки стал выбор рабочего тела. Как пояснил руководитель лаборатории плазменных ракетных двигателей НИЯУ МИФИ Игорь Егоров, фторкетон нетоксичен, не поддерживает горение и полностью безопасен для человека и электронной аппаратуры.
Все эти преимущества нового двигателя позволяют создать недорогую и надежную двигательную установку для учебных и научных космических аппаратов, а также упростить процедуры допуска к запуску и снизить затраты на подготовку миссии .
«Сегодня активно создаются недорогие образовательные спутники, которым требуются доступные двигатели. Наша установка VERA стоит порядка полутора миллионов рублей, и существенно снизить ее цену сложно. Новая же разработка конструктивно проще: по сути, это резервуар с жидкостью, которая испаряется, и ее пары через клапан направляются в сопло, создавая реактивную струю», — объяснил Егоров.
Преимущества «сухой воды» как рабочего тела
Он также указал на проблему традиционных двигателей на сжатом газе, которые используют вещества под высоким давлением, что создает риски при логистике. Ученый привел случай, когда коллегам с баллоном сжатого азота отказали в посадке на транспортный самолет, летящий на космодром. Преимущество «сухой воды» заключается в ее физических свойствах: при земных условиях давление ее паров невелико, что исключает риск взрыва.
«При комнатной температуре давление паров составляет около 0,5 атмосферы. Таким образом, емкость с этой жидкостью на Земле не находится под избыточным давлением и не опасна. Однако в космическом вакууме даже этого давления достаточно для формирования тяги», — подчеркнул Егоров. Этой тяги, согласно расчетам, хватит для корректировки орбиты малого аппарата весом в несколько килограммов.
Первым космическим аппаратом, который будет оснащен новой двигательной установкой, станет разрабатываемый в МИФИ спутник «Сварог-1». Его задачей будет научный мониторинг гамма-излучения в околоземном пространстве.
Справка:
Что такое «Сухая вода » — так неофициально называют фторкетон ФК‑5‑1‑12 .
Это бесцветная жидкость без запаха, запатентованная корпорацией 3M в 2004 году как замена устаревшим хладонам (в т. ч. хладону 114).
Ключевые свойства фторкетона: жидкость визуально похожа на чистую воду; диэлектрик (не проводит электрический ток); слабо смачивает поверхности и не является растворителем (отсюда и название); нетоксична в исходном виде; плотность: 1,72 г/см (тяжелее воды); температура кипения: 49,2 ∘C — быстро испаряется, не оставляя следов; температура плавления: −108 ∘C; крайне низкая растворимость в воде; под действием ультрафиолета молекулярные связи распадаются.
Где применяют: в системах пожаротушения для серверных, музеев, библиотек, архивов — фторкетон не повреждает электронику, документы, произведения искусства; в иммерсионном (погружном) охлаждении вычислительных центров и серверов — благодаря высокой энергоэффективности, пассивное охлаждение происходит за счёт испарения/конденсации.
Журнал «Химагрегаты» публикует материалы о новинках двигателестроения. Предлагаем ознакомиться с новостью о недавно зарегистрированном патенте на турбореактивный двигатель, устойчиво функционирующий на скоростях более 4,5 Маха.