Плазменный двигатель VERA для спутников-кубсатов и малых космических аппаратов

Абляционный импульсный плазменный двигатель VERA (Volume Effective Rocket-propulsion Assembly) – электрический ракетный двигатель, предназначенный для применения на малых космических аппаратах (МКА), включая спутники формата CubeSat.

Двигатель позволяет корректировать орбиту аппарата, сводить его в атмосферу для утилизации в решении проблемы космического мусора, а также выстраивать эффективные многоспутниковые группировки, предназначенные для осуществления задач космической съёмки, спутниковой связи, проведения фундаментальных и прикладных научных исследований.
 
Двигатель относится к классу абляционных импульсных плазменных двигателей (АИПД) с термическим принципом ускорения плазмы. Запатентованная технология. В качестве рабочего тела используется пластмасса марки ПОМ (полиацеталь). Запас рабочего тела хранится в форме толстостенной трубки, тонкий слой с внутренней поверхности которой при каждом электрическом разряде в двигателе разлагается, преобразуется в плазму, нагревается и выбрасывается из двигателя на высокой скорости.
 
Конструктивной особенностью является наличие магнитной катушки, выполняющей функции ограничения разрядного тока для защиты конденсаторной батареи от перегрузки и формирования магнитного сопла для преобразования тепловой энергии плазмы в кинетическую энергию направленного движения. Последнее позволяет двигателю VERA демонстрировать приемлемую эффективность несмотря на малые габариты и малую энергию разряда.

Двигатель имеет серийный уровень готовности технологий, к настоящему моменту им были оснащены пять спутников-кубсатов, выведенных на орбиту.

Особенностью технологии двигателя является возможность её быстрого масштабирования для оснащения всей линейки спутников-кубсатов (3U, 6U, 12U, 16U) и других малых космических аппаратов.

Ключевые преимущества:
– Компактность: габариты 83×83×55 мм (0.8×0.8×0.5U), масса – менее 0.5 кг
– Безопасность при транспортировке и эксплуатации: рабочее тело – полиацеталь (твердое тело)
– Низкое энергопотребление: потребляемая мощность – 3 Вт
– Внешняя магнитная система: дополнительно фокусирует поток и увеличивает тягу
– Масштабируемость

Технические характеристики:
– средняя тяга, мкН – 30
– средняя потребляемая мощность, Вт ≈ 3
– удельный импульс, с – 620 (+130/-90)
– полный импульс, Н×с – более 150
– ресурс (по запасу рабочего тела), часов – более 1000
– пиковая потребляемая мощность, Вт ≈ 5
– энергия разряда, Дж – 27
– импульс за один разряд, мН×с – 1,1
– цена тяги (от конденсатора), Вт/мН – не более 25
– расход массы за один разряд, мг – 0,18±0,03
– доступный запас рабочего тела, г – 30