NASA и аэрокосмическая компания Aerojet Rocketdyne провели квалификационные испытания самой мощной силовой установки типа Advanced Electric Propulsion System (AEPS) – ионного ракетного двигателя на 12 кВт, который будут использовать для продолжительных космических миссий.

AEPS – это электрический ракетный двигатель, рабочим телом которого выступает ионизированный инертный газ (ксенон): отсюда и название «ионный двигатель». Для разгона частиц газа используется энергия, получаемая от солнечных батарей, потому такие силовые установки называют ещё и солнечно-электрическими. Синеватый светящийся выхлоп на фото с двигателем – это и есть ионизированный ксенон. Традиционные химические двигатели используют жидкое рабочее тело в качестве топлива, на короткий период времени генерируя мощную тягу, чтобы, например, откорректировать орбиту движения космического аппарата. Ионная силовая установка расходует топливо значительно более экономно, выдавая небольшую тягу, которую она может поддерживать на протяжении большего отрезка времени. Эта особенность позволяет использовать такие двигатели для продолжительных миссий, сокращая объёмы ресурсов, необходимых для их обеспечения.

 По словам представителей NASA, значение 12 кВт является рекордным для двигателей типа AEPS. Учёные подчёркивают, что в контексте ионных силовых установок эта цифра отражает потребление системы для ионизации газа. Этой энергии достаточно для питания 1330+ LED лампочек, и трудно представить, что она может сдвинуть с места целый космический аппарат. В действительности же в условиях космоса такой энергии более чем достаточно. Более того, в настоящий момент самые мощные AEPS потребляют около 4,5 кВт. Например, одна из таких установок обеспечит манёвренность аппарата Psyche, который отправился навстречу астероиду (16) Психея и должен преодолеть 3,6 млрд километров. Таким образом, повышение мощности двигателя до 12 кВт – это огромный скачок в производительности силовой установки.

Самый мощный двигатель AEPS должен стать частью программы Gateway, в рамках которой одноимённая космическая станция разместится на орбите Луны. В частности, ожидается, что три таких силовых установки займут свои места на силовом модуле и смогут корректировать орбиту станции в соответствии с потребностями миссии. Запуск Gateway запланирован на 2025 года: этот проект станет одним из важнейших опорных столбов для развития миссии Artemis и покорения южного полюса спутника человечеством. В NASA заявили, что ионная силовая установка сможет «растянуть» 2 тонны ксенона на 15 лет беспрерывной эксплуатации, однако учёные уже работают над системой дозаправки для продления срока службы AEPS. Первый двигатель данного типа уже прошёл квалификационные испытания, а в 2024 году испытательный центр NASA получит для тестов ещё две единицы. Тем временем отработка различных режимов работы ионного двигателя продолжается: с его помощью учёные будут «репетировать» манёвры и режимы тяги, которые предстоит использовать при обслуживании станции Gateway.