НИЯУ МИФИ расширяет линейку плазменных двигателей и готовится к запуску на орбиту спутника «Сварог-1»

Плазменный двигатель VERA, разработанный в МИФИ, подтвердил свою работоспособность (оснащённый им университетский наноспутник «Святобор-1» более двух лет работает на орбите), обратил на себя внимание представителей космической отрасли и государственной власти. Так, на выставке отечественного оборудования «Наша лаба», проходившей в рамках Конгресса молодых учёных, в этом году впервые был открыт космический сектор — его представляла компания «СТАР» (спутниковые технологии и астроразработки), соучредителем которой выступает НИЯУ МИФИ. Мифисты экспонировали три изделия — флагманский продукт VERA, двигатель LENA, который находится в стадии лабораторных испытаний, макет двигателя на ионной жидкости (возможно, он также получит красивое женское имя — ILONA или LOLA).

«Выставку «Наша лаба» посетила большая делегация во главе с вице-премьером Дмитрием Чернышенко. Зампред Правительства Российской Федерации заинтересовался разработками мифистов. Он взял в руки двигатель VERA, спросил, точно ли он плазменный (выглядит VERA довольно просто и ничем не напоминает сложную космическую установку) и задал ещё несколько вопросов. Вникал вице-премьер и в детали, например, захотел узнать, какое в двигателе используется рабочее вещество. Дополнительно спросил про электронную компонентную базу и был приятно удивлён, что мы используем отечественное решение, разработанное совместно с партнёром АО «АВЭКС», — рассказал Евгений Стёпин.

На следующий день стенд мифистов посетил помощник Президента Андрей Фурсенко, он также задал много конкретных профессиональных вопросов. Интересовался представленными на выставке двигателями и Иван Михайлович Бортник — основатель Фонда содействия инновациям, посетивший конгресс для участия в деловой программе. Он обратил внимание на важность вовлечения как можно большего числа школьников в космонавтику через разные механизмы и площадки, и отметил, что работа с кубсатами научно-образовательного проекта Space-π на околоземной орбите это один из таких инстументов.

«Мы, кстати, в 2025 году выиграли грант Фонда содействия инновациям. Благодаря этому гранту в конце 2026 или начале 2027 года отправим на орбиту второй спутник МИФИ — «Сварог-1». Он будет использоваться для изучения гамма-излучения и образовательной работы со школьниками в проекте Space-π. На этом спутнике мы хотим проверить, как будет работать двигатель на парах жидкости и гамма-спектрометр», — поделился планами Евгений Стёпин.

Научная повестка

Всё началось с разработки мощных плазменных двигателей для больших космических кораблей. Но мифисты, по словам Стёпина, развернули концепцию на 180 градусов и вместо гигантских двигателей будущего начали создавать крошечные — для сегодняшнего дня. Результат превзошёл ожидания. Уже в 2022 году первые два спутника с двигателем VERA вышли на орбиту, а через год появились коммерческие заказы. Сегодня три космических аппарата успешно работают с нашими двигателями, а российский рынок готов покупать до 70 таких установок ежегодно.

«Разработчики наноспутников сталкиваются с проблемой отсутствия достаточно компактных двигательных установок, которые позволили бы спутникам занять и затем эффективно и длительное время поддерживать необходимые позиции в орбитальной плоскости. С двигателем VERA эта проблема решена», — уверен руководитель лаборатории плазменных реактивных двигателей института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ, главный инженер-конструктор компании «СТАР» Игорь Егоров.

VERA — первый электрореактивный плазменный двигатель для спутников-кубсатов, созданный в МИФИ. Он достаточно эффективен — выбрасывает массу рабочего тела с высокой скоростью, что позволяет получить большой импульс при малом расходе массы.

LENA — двигатель, оптимальный для космических аппаратов более крупных, с более мощными солнечными батареями. Рабочее тело в этом двигателе разгоняется до более высоких скоростей, чем в «Вере». Скорость плазмы может превышать 10 км/с.

Двигатель на парах жидкости, возможно, не столь хорош по техническим характеристикам, как VERA и LENA, зато намного экономичнее — может использовать более простую и дешёвую электронику.

Фантастические перспективы

Малые космические аппараты и спутники-кубсаты выполняют целый спектр полезных задач, включая дистанционное зондирование Земли, навигацию и логистику, осуществление спутниковой связи, мониторинг погоды, отслеживание пожаров и наводнений, проведение фундаментальных и прикладных научных исследований.

«Сейчас наша компания сфокусирована на электрореактивных двигателях, но мы диверсифицируем деятельность — создаем приборы для космических исследований, в частности, гамма-спектрометр для кубсатов, который будет использоваться для специализированной спутниковой группировки «Охотники за сверхновыми» проекта Space-π. Мы расширяем линейку изделий и по направлению электрореактивных двигателей. В 2026 году у нас появится двигатель на парах жидкости, а также коллоидный двигатель на ионной жидкости», — говорит Евгений Степин.

Коллоидный двигатель на ионной жидкости относится к следующему поколению космической техники и сможет, уверены разработчики, заменить и «Веру», и «Лену». Инновационная технология позволяет получать разные удельные импульсы — от пары километров в секунду до десяти и более. При этом КПД двигателей такого типа в несколько раз выше и может составлять 70%. Это технология будущего для малых космических аппаратов.

«Абляционные двигатели достаточно хорошо изучены, они вывели на орбиты уже множество спутников. Нашей задачей состояла лишь в том, чтобы сделать такие двигатели более компактными. Коллоидный же двигатель пока мало изучен, кажется, за всю историю освоения космоса он использовался лишь на одном космическом аппарате. Но через несколько лет именно коллоидные двигатели сменят абляционные. Это очень перспективное направление нашей работы», — считает Игорь Егоров.

У компании «СТАР» уже есть и реальный, и потенциальный пул заказчиков двигателей. В первую очередь это производители спутниковых платформ СПУТНИКС и Геоскан. А с учётом нового национального проекта «Космос» и федерального проекта «Кадры для космоса» заказчиками наверняка станут ФОИВы, вузы и НИИ, заинтересованные в создании и запуске на орбиту собственных спутников.

Источник.