Поскольку на спутники весом менее 10 кг приходится около 90% запусков современных спутников, а некоторые из них ненамного больше смартфона, создание компонентов для них является серьезной задачей. Одна из проблем заключается в разработке ракетных двигателей, подходящих для ограничений CubeSats. Эти двигатели должны быть не только маленькими, но и простыми, без давления, маломощными и не содержать токсичных материалов.
Ракетный двигатель CubeSat настолько мал, что помещается на кончике пальца
Имперский колледж Лондона разрабатывает ракетный двигатель под названием Iridium Catalysed Electrolysis CubeSat Thruster (ICE-Cube Thruster), который настолько мал, что его можно изготовить только с использованием технологий, изначально разработанных для изготовления кремниевых чипов.
ЕКА
Двигатели для кубсатов
Двигатель ICE-Cube, финансируемый ЕКА, безусловно, соответствует критериям компактности. На самом деле он крошечный. Весь двигатель имеет длину с ноготь, а камера сгорания и сопло имеют длину всего 1 мм.
Для работы ему также требуется всего 20 Вт электрического тока, и в ходе тестовой кампании он генерировал 1,25 миллиньютонны тяги при удельном импульсе в 185 секунд на постоянной основе. Для сравнения, эта тяга в полмиллиарда раз меньше, чем у двигателей, используемых на космических челноках.
Однако особенность двигателя ICE-Cube в том, что в качестве топлива он использует обычную воду, которая практически не взрывается и не воспламеняется. Бортовой электрический ток вызывает электролиз, расщепляющий воду на водород и кислород, которые подаются в камеру сгорания для воспламенения, создавая тягу для маневрирования CubeSat.
Использование воды не только очень экологично, но и снижает полезную нагрузку, поскольку для ее хранения не требуется повышение давления, поэтому системы хранения и транспортировки могут быть легче и проще.
Однако для изготовления камеры сгорания и сопла для двигателя в двух измерениях потребовалось адаптировать технологию микроэлектромеханических систем (MEMS), обычно используемую для обработки кремниевых пластин для процессоров с субмикрометровыми размерами транзисторов.