Разработанные NASA электрические двигатели позволяют коммерческим спутникам удерживать орбиту и продлевать срок службы

Ионные двигатели Холла от NASA к коммерческим малым спутникам: технология Orbion Space Technology

Корабль NASA Dawn использовал высокоэффективный ионный двигатель для посещения Цереры и Весты в астероидном поясе. Этот электрический метод тяги теперь производится для малых спутников компанией Orbion Space Technology.

Как продукты питания, спутники имеют срок годности.

На низкой земной орбите (НЗО) спутники подвергаются минимальному атмосферному сопротивлению, которое со временем замедляет их и распадает орбиту. Двигатели используются для подъёма орбиты, чтобы спутники оставались в космосе. Но когда топливо заканчивается, сопротивление накапливается, и спутник в конечном счёте входит в атмосферу.

Хотя необходимы для удержания спутников годами, большинство двигателей используют химические топлива — тяжёлые, требующие много места для хранения. Компания с Верхнего полуострова Мичигана решает эту проблему с технологией, которую NASA оттачивала годами.

Основание Orbion и сотрудничество с NASA

Orbion Space Technology (Хаутен, Мичиган) основана в 2016 году Брадом Кингом и Джейсоном Сомервилем, оба имели опыт работы на проектах NASA или финансируемых NASA. Увидели рынок для способов заставить спутники дольше оставаться на орбите или нести больше полезной нагрузки вместо топлива. Вызов требовал двигателя, почти не нуждающегося в топливе.

Двигатели Холла — тип ионных двигателей — используют электричество, а не химические реакции для тяги. Заряд электрического поля ускоряет газовый пропеллент, обычно благородный газ (ksenон). NASA использовала ионные двигатели для нескольких межпланетных миссий: Dawn (Церера, Веста) и DART (удар по астероиду).

Основатели Orbion видели рост технологии от экспериментальной концепции к регулярному использованию на миссиях по Солнечной системе, но для коммерческой жизнеспособности для операторов спутников им нужно было обратиться к экспертам.

Роль NASA Glenn Research Center

NASA Glenn Research Center (Кливленд) играл глубокую роль в разработке ионных двигателей для научных миссий NASA: проектирование и оценка для Dawn и DART, улучшение технологии вообще.

Orbion заключила Data Usage Agreement с Glenn для получения детальной информации от разработки этих двигателей и неэксклюзивной лицензии оценки. Причина — достижения NASA в материаловедении для ионных двигателей и катодный нагреватель Glenn, улучшающий электрическую эффективность и срок службы.

"Начали с обсуждения нагревателей, но были другие дискуссии о других аспектах, которые они могут использовать", — Тимоти Верхей, ученый-аэрокосмический инженер в отделе электрических двигательных систем Glenn. "Во многих смыслах мы становимся хранителями знаний для многих компаний."

В ходе соглашения команда Orbion имела много взаимодействий с исследователями Glenn: прямое техническое содействие и визиты в центр.

"Нас приглашали смотреть, как они собирают сложные компоненты и делали заметки о конфигурации систем", — Джейсон Макела, вице-президент по инженерии Orbion. "Можем просто позвонить кому-то там, и они 'по-нёрдово' обсудят детали."

Результат: двигатели Aurora

Итог — двигатели Orbion под брендом Aurora такие же способные, как NASA для глубококосмических миссий: очень высокий дельта-V и удельный импульс (меры усилий для изменения скорости и тяговой эффективности). Продукт высококонфигурируем — адаптируется под нужды любого спутника для удержания орбиты.

Orbion продала несколько двигателей Aurora — правительству и частным компаниям. Недавно контракт с крупным коммерческим оператором спутников на ионные двигатели для нового созвездия Земле-наблюдательных аппаратов. Макела: без обогатённого NASA опыта, внутри и снаружи компании, Orbion не достигла бы текущего уровня.

"Отлично быть на имени с этими субъектными экспертами. Мы действительно смогли встать на плечи гигантов."