Les vaisseaux géants avec des moteurs lumineux fantomatiques sont devenus l'un des attributs constants de la fiction spatiale. Dans le même temps, les moteurs à plasma ont été utilisés avec succès dans le programme spatial réel pendant un demi-siècle, et les développeurs russes sont parmi les leaders mondiaux. J'ai réussi à visiter l'entreprise OKB Fakel de Kaliningrad et à voir comment les moteurs à plasma stationnaires sont créés.
Le moteur à plasma stationnaire (SPD) est l'une des variétés du moteur-fusée électrique, où l'énergie électrique est utilisée pour ioniser le gaz et donner au plasma résultant une grande vitesse de sortie de la "buse".
Un tel moteur n'a pas de carburant au sens habituel, c'est-à-dire carburant et agent oxydant nécessaires à une réaction chimique avec la chaleur. Le SPD convient à presque tous les gaz, mais il vaut mieux utiliser chimiquement inactif et avec une masse atomique élevée, comme l'argon ou le xénon. Les moteurs à plasma fournissent une vitesse très élevée du jet de gaz éjecté, par exemple, pour le xénon, elle est d'environ 30 km / s. À titre de comparaison, le taux d'émission de gaz de l'un des moteurs-fusées chimiques les plus efficaces - oxygène-hydrogène - est d'environ 4,5 km / s. L'avantage des moteurs chimiques est leur capacité à émettre beaucoup de gaz à la fois, ce qui donne plus de traction. Le SPD, d'autre part, nécessite une puissante source d'énergie électrique, et même avec elle, elle n'est capable d'émettre qu'une petite masse de gaz à la fois, c'est-à-dire qu'elle a très peu de traction et nécessite beaucoup de temps pour accélérer et décélérer. Les moteurs à plasma ne sont utilisés que dans l'espace: les engins spatiaux qui en sont équipés ont un approvisionnement relativement faible en fluide de travail et une large gamme de panneaux solaires.
Ils ont pensé aux possibilités d'utiliser des moteurs-fusées électriques au début du XXe siècle, mais ils ne sont passés aux premiers tests dans l'espace que dans les années 60. En 1972, deux moteurs-fusées électriques ont été utilisés dans le système d'orientation du satellite soviétique Meteor: ion et plasma stationnaire. Le SPD a mieux performé et les spécialistes soviétiques se sont concentrés sur cette variété. Les spécialistes OKB Fakel ont participé à la création des échantillons expérimentaux, et depuis lors, la société s'est spécialisée dans la production de moteurs de ce type, a développé et amélioré la technologie.
Au début du XXIe siècle, le Kaliningrad SPD-100 a été testé avec succès sur le satellite lunaire de l'Agence spatiale européenne
Smart-1 .
Après un vol vers la Lune réussi, les fabricants européens de satellites géostationnaires commerciaux ont commencé à acheter des moteurs russes et à créer de nouvelles générations de satellites. Auparavant, les satellites répéteurs utilisaient des moteurs chimiques utilisant de l'hydrazine toxique. L'utilisation du SPD russe a ouvert la possibilité de créer ce que l'on appelle "Satellites tout électriques" sur lesquels il n'y avait plus de traction chimique.
Les parafoudres Kaliningrad sont assez petits, mais leur cycle de production nécessite encore un espace de production considérable.
Les développeurs d'OKB Fakel collaborent activement avec les constructeurs européens et ont même aidé les Français à fabriquer leur moteur. Cependant, l'entreprise a les normes de sécurité les plus strictes. La photographie lors de la visite a été interdite par les agents de sécurité, et les images utilisées dans le rapport ont été prises plus tard par le service de presse à ma demande.
Chez OKB Fakel, la continuité des générations est clairement visible.
Les jeunes travaillent avec des professionnels expérimentés.
Kuhlman a longtemps été remplacé par CAD "
Compass-3D " pour le développement de modèles tridimensionnels et la publication de la documentation de conception.
L'atelier d'usinage s'ouvre avec des machines CNC modernes.
«Dans certains cas, nos tourneurs écrivent eux-mêmes les programmes», explique Evgeny Kosmodemyansky, concepteur général de l'entreprise. Et je comprends que le moment est venu de jeter votre carte d'identité de deuxième niveau.
Cependant, dans les profondeurs de la salle, le travail se fait sur des machines universelles, où le rôle du travail manuel reste important, et mes espoirs de carrière spatiale renaissent.
Une étape nécessaire à la création d'un moteur spatial est un test. Pour vérifier le SPD, il est nécessaire de simuler les conditions d'espace, principalement le vide.
Les chambres à vide semblent énormes pour de si petits moteurs. Ils sont adaptés pour tester toute la gamme de moteurs produits chez OKB Fakel.
À l'époque soviétique, ils ont développé le moteur le plus puissant de sa catégorie - SPD-290. Maintenant, une puissance comparable SPD-230 est en cours de création.
Malheureusement, nous n'avons pas pu voir le travail du moteur plasma de nos propres yeux, mais ils nous ont fourni une photo.
Récemment, Roscosmos a montré une vidéo intéressante des caméras aéroportées du satellite Egyptsat-A, créé au RSC Energia.
Sur ces cadres, peut-être, pour la première fois, le monde montre le fonctionnement des moteurs plasma SPD-70 dans l'espace.
Peut-être que ma phrase sur le leadership mondial «OKB Fakel» peut sembler trop pathétique, mais la
pratique montre l'exactitude de ces mots. Space System / Loral, Airbus est l'un des plus grands fabricants de satellites de communication commerciale au monde, et ils prennent Kaliningrad SPD. Et plus récemment, le plus gros contrat de l'histoire de la construction de satellites dans le monde a probablement été conclu - pour plusieurs centaines de moteurs SPD-50M modernisés.
Lorsque ma visite a eu lieu, les employés de l'entreprise n'ont pas admis qui le client faisait référence à l'accord de confidentialité. Plus tard, l'information est
parvenue dans les médias et maintenant nous savons qu'il s'agit de OneWeb. Le projet Internet par satellite en orbite basse implique le lancement de près d'un millier d'engins spatiaux en trois à quatre ans. Et chaque satellite aura un moteur plasma russe.
La nouvelle commande nécessite la restructuration de toute la production, car il est nécessaire de créer presque un moteur par jour. Des spécialistes
sont recrutés même dans d'autres villes. Il n'y a jamais eu une telle charge, par conséquent, dans le cadre du projet OneWeb, ils ont mis à niveau avec de nouvelles machines CNC et équipé une nouvelle salle blanche moderne pour l'assemblage.
A chaque table allant au moteur.
Les produits finis sont enfermés dans une armoire spéciale où un certain régime de température et d'humidité est maintenu.
Le travail est presque un bijou et un look non préparé est perçu de manière inhabituelle. Habituellement, l'assemblage de moteurs spatiaux signifie quelque chose de plus grand.
Mais le résultat est de telles beautés.
La dernière étape de la visite est le musée de l'entreprise. Ici, tout d'abord, la fierté historique est montrée, une «cheminée lunaire» - un modèle d'un générateur de chaleur à radio-isotopes, qui a été installé sur les Lunokhod-1 et Lunokhod-2 soviétiques et chauffait l'électronique les nuits froides au clair de lune.
Bien sûr, l'échantillon du musée n'est pas rempli de polonium et n'est pas radioactif.
Un autre domaine des moteurs fabriqués par OKB Fakel pour les engins spatiaux est la thermocatalytique. Ils nécessitent un carburant chimique, mais sa décomposition en composants gazeux se produit à l'aide d'un catalyseur métallique placé à l'intérieur du moteur. Pour augmenter l'intensité de la réaction, le catalyseur est chauffé comme une bobine de plaque chauffante.
Les moteurs thermocatalytiques ont moins d'efficacité que les moteurs plasma ou même à deux composants chimiques, mais ils vous permettent de créer un système de carburant plus simple. En règle générale, ces moteurs sont utilisés pour orienter le vaisseau spatial et sont situés dans des blocs de plusieurs pièces.
Un spécimen de musée est particulièrement intéressant - un moteur à plasma stationnaire, qui a subi de longs tests dans une chambre à vide. Des milliers d'heures de fonctionnement entraînent la dégradation de la surface du moteur sous l'influence du plasma.
Ces tests peuvent augmenter la durée de vie du moteur. Maintenant, SPD offre un travail garanti pendant plusieurs milliers d'heures. Et, selon les représentants d'OKB Fakel, cette ressource a été confirmée à plusieurs reprises par les clients, et les nouvelles commandes parlent le mieux de la qualité.
Je voudrais faire coïncider cette publication avec la Journée de la cosmonautique, afin que non seulement en mots, mais sur l'exemple de OKB Fakel montrer que nous avons de l'espace, il vous suffit de pouvoir le préparer.J'exprime ma gratitude au service de presse et aux employés d'OKB Fakel et Ascon pour leur grande aide dans la préparation du matériel .