Аппараты компании «Экипо» будут работать на низких орбитах в районе 200 километров от Земли: сегодня этот диапазон практически не освоен, поскольку на этих высотах спутникам требуется слишком много топлива.
Космическим аппаратам, работающим на низких орбитах, требуется двигатель, чтобы компенсировать торможение. Без него спутники постепенно снижались бы и сгорали в плотных слоях атмосферы. Кроме того, моторы позволяют изменять направление движения, траекторию и скорость спутников.
Как правило, в подобных устройствах используются ионные двигатели. Они работают за счет разгона ионов газа электрическим полем: поток заряженных частиц вылетает из двигателя, создавая тягу. Однако у таких двигателей есть недостатки: системы хранения и подачи газа достаточно тяжелые.
Так, чтобы спутник пробыл на орбите высотой 200 километров, требуется масса топлива, равная тяжести самого аппарата. Из-за этого запуск аппарата становится дороже. К тому же, когда топливо заканчивается, подходит к концу и срок службы устройства. По этой причине все спутники Starlink будут работать на высоте выше 300 километров.
Специалисты компании «Экипо» нашли решение этих проблем. Они создали ионный двигатель открытого типа: ему не требуется дополнительное «горючее», то есть рабочий газ. Встроенная в устройство ионная ловушка создает электромагнитное поле: оно обеспечивает зажигание плазмы, в которой ионизируются атмосферные газы. В результате получаются захваченные электромагнитным полем ионы, которые можно использовать как топливо.
Основное преимущество низких высот — отсутствие космического мусора. Это обстоятельство практически исключает возможность гибели спутника из-за столкновения с обломками. Таким образом, аппарат сможет работать до тех пор, пока его элементы не перестанут функционировать по техническим причинам.
Однако, по мнению начальника отдела Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики МАИ Александра Богатого, преимущества такого двигатели неочевидны.
Дело в том, что атомарный кислород оказывает негативное воздействие на аппарат, поэтому долго использовать спутник все равно не получится. К тому же, такая двигательная установка получится довольно большой, чтобы захватывать необходимое количество газа.
На сегодняшний день создан лабораторный макет двигателя: его уже протестировали в земных условиях, моделирующих открытый космос. Следующий этап — реальные испытания.