Исследователи успешно применили йод для питания космического аппарата

Команда исследователей нашла компонент, позволяющий сделать электрическое движение более распространенным в ближайшем будущем.

Фото из открытых источников

Интересно, что этот компонент является не каким-то редкоземельным минералом, а обычным широко распространенным химическим элементом - йодом. Согласно статье, опубликованной на страницах журнала Nature, в прошлом году на орбиту был выведен спутниковый аппарат, двигательные установки которого использовали йод.

По данным Европейского космического агентства (ЕКА), электрическая тяга является гораздо более эффективным способом движения, так как она требует меньшую массу топлива и способна вырабатывать его в двадцать раз быстрее.

Это позволяет в значительной степени снизить массу ракетного топлива, перевозимого космическими аппаратами.

Электрическая тяга в основном используется для спутниковых аппаратов, используемых для наблюдения за поверхностью Земли, а также для навигации и телекоммуникации. В настоящее время наиболее предпочтительным топливом является ксенон, встречающийся на Земле в небольших количествах. Иногда в некоторых космических аппаратах использовался криптон.

Исполнительный директор Infinite Composites Майкл Тейт сказал, что «криптон и ксенон имеют очень высокую плотность. Они идеально подходят для электрических двигательных установок».

Однако, эксперты признают, что коммерческое производство топлива является дорогостоящим делом и нестабильным в долгосрочной перспективе. Совместная команда ученых, состоящая из французской космической фирмы ThrustMe и технических экспертов из Наньянского технологического университета в Сингапуре, решила для энергоснабжения спутника использовать йод.

Как сообщается на веб-сайте ThrustMe, Йод может храниться в твердом состоянии внутри космического аппарата, в отличие от ксенона, который должен постоянно находиться под давлением. Галогенный элемент преобразуется в газообразную форму, полностью минуя жидкое состояние. Это делает его идеальным для применений, где газы должны находиться под давлением.

6 ноября 2020 года компания ThrustMe использовала йод в качестве топлива на 20-килограммовом спутниковом аппарате CubeSat и выполнила маневры, необходимые для вывода его на орбиту.

Авторы исследования утверждают, что использование йода в качестве топлива может сделать спутниковые системы меньше и проще в развертывании. Также это позволит без вреда для атмосферы утилизировать спутники по истечении срока службы. Йод значительно дешевле в производстве и его на Земле больше, чем ксенона. Однако авторы упомянули и о недостатках топливной системы на йоде.

Йод должен быть нагрет перед использованием, что может привести к периодам прогрева и охлаждения. На более высоком уровне электрические двигатели становятся энергоемкими, что не позволяет спутникам одновременно запускать и использовать свои основные полезные нагрузки. Это приводит к существенному простою, а спутники просто не могут выполнять свои поставленные задачи.