Naves gigantes com motores luminosos fantasmagóricos se tornaram um dos atributos constantes da ficção espacial. Ao mesmo tempo, os motores a plasma foram utilizados com sucesso no programa espacial real por meio século, e os desenvolvedores russos estão entre os líderes mundiais. Consegui visitar a empresa de Kaliningrado OKB Fakel e ver como são criados os motores de plasma estacionários.
O motor estacionário de plasma (SPD) é uma das variedades do motor elétrico de foguetes, onde a energia elétrica é usada para ionizar o gás e fornecer ao plasma resultante uma alta velocidade de vazão do "bico".
Esse motor não possui combustível no sentido usual, ou seja, combustível e agente oxidante necessários para uma reação química com o calor. O SPD é adequado para quase todos os gases, mas é melhor usar quimicamente inativo e com alta massa atômica, como argônio ou xenônio. Os motores a plasma fornecem uma velocidade muito alta do jato de gás ejetado, por exemplo, para o xenônio é de cerca de 30 km / s. Para comparação, a taxa de emissão de gás de um dos motores de foguetes químicos mais eficazes - oxigênio-hidrogênio - é de cerca de 4,5 km / s. A vantagem dos motores químicos é a capacidade de emitir muito gás ao mesmo tempo, o que proporciona mais tração. O SPD, por outro lado, requer uma fonte poderosa de energia elétrica e, mesmo com ela, é capaz de emitir apenas uma pequena massa de gás por vez, ou seja, possui muito pouca tração e requer muito tempo para acelerar e frear. Os motores de plasma são usados apenas no espaço: as naves espaciais equipadas com eles têm um suprimento relativamente pequeno de fluido de trabalho e uma grande variedade de painéis solares.
Eles pensaram nas possibilidades de usar motores de foguete elétricos no início do século 20, mas passaram para os primeiros testes no espaço apenas nos anos 60. Em 1972, dois motores de foguete elétrico foram usados no sistema de orientação do satélite soviético Meteor: íon e plasma estacionário. O SPD teve um desempenho melhor e os especialistas soviéticos concentraram-se nessa variedade. Os especialistas da OKB Fakel participaram da criação das amostras experimentais e, desde então, a empresa começou a se especializar na produção de motores desse tipo, para desenvolver e aprimorar a tecnologia.
No início do século XXI, o Kaliningrad SPD-100 foi testado com sucesso no satélite lunar da Agência Espacial Européia
Smart-1 .
Após um vôo bem-sucedido para a Lua, os fabricantes europeus de satélites geoestacionários comerciais começaram a comprar motores russos e criar novas gerações de satélites. Anteriormente, os satélites repetidores usavam motores químicos usando hidrazina tóxica. O uso do SPD russo abriu a possibilidade de criar os chamados "Satélites totalmente elétricos" nos quais não havia mais tração química.
Os SPDs de Kaliningrado são bem pequenos, mas seu ciclo de produção ainda requer um espaço considerável de produção.
Os desenvolvedores da OKB Fakel colaboram ativamente com os fabricantes europeus e até mesmo ajudaram os franceses a fabricar seu motor. No entanto, a empresa possui os mais rígidos padrões de segurança. A fotografia na turnê foi proibida pelos agentes de segurança, e as imagens usadas no relatório foram posteriormente tiradas pelo serviço de imprensa a meu pedido.
Na OKB Fakel, a continuidade de gerações é claramente visível.
Os jovens trabalham com profissionais experientes.
Kuhlman foi substituído por CAD "
Compass-3D " para o desenvolvimento de modelos tridimensionais e o lançamento da documentação do projeto.
A oficina de usinagem é aberta com modernas máquinas CNC.
"Em alguns casos, nossos torneiros escrevem os programas", diz Evgeny Kosmodemyansky, designer geral da empresa. E entendo que chegou a hora de jogar fora o seu identificador de turner de segundo nível.
No entanto, nas profundezas do salão, o trabalho está sendo feito em máquinas universais, onde o papel do trabalho manual permanece importante, e minhas esperanças de uma carreira espacial estão revivendo.
Um estágio necessário na criação de um mecanismo espacial é um teste. Para verificar o SPD, é necessário simular as condições do espaço, principalmente o vácuo.
As câmaras de vácuo parecem enormes para esses motores pequenos. Eles são adequados para testar toda a linha de motores produzidos na OKB Fakel.
Nos tempos soviéticos, eles desenvolveram o mecanismo mais poderoso de sua classe - o SPD-290. Agora, um poder comparável SPD-230 está sendo criado.
Infelizmente, não conseguimos ver o trabalho do mecanismo a plasma com nossos próprios olhos, mas eles nos forneceram uma foto.
Recentemente, Roscosmos mostrou um vídeo interessante das câmeras aéreas do satélite Egyptsat-A, criado na RSC Energia.
Nesses quadros, talvez, pela primeira vez, o mundo mostre a operação dos motores de plasma SPD-70 no espaço.
Talvez minha frase sobre a liderança mundial "OKB Fakel" possa parecer patética demais, mas a
prática mostra a correção dessas palavras. Sistema Espacial / Loral, a Airbus é um dos maiores fabricantes de satélites de comunicações comerciais do mundo e usa o SPD de Kaliningrado. E, mais recentemente, provavelmente o maior contrato da história da construção mundial de satélites foi concluído - para várias centenas de motores SPD-50M modernizados.
Quando minha excursão ocorreu, os funcionários da empresa não admitiram quem o cliente estava se referindo ao contrato de não divulgação. Mais tarde, as informações
chegaram à mídia e agora sabemos que é o OneWeb. O projeto de Internet via satélite de baixa órbita envolve o lançamento de quase mil naves espaciais em três a quatro anos. E cada satélite terá um mecanismo de plasma russo.
O novo pedido exige a reestruturação de toda a produção, pois é necessário criar quase um motor por dia. Os especialistas
são recrutados mesmo de outras cidades. Nunca houve essa carga; portanto, no projeto OneWeb, eles foram atualizados com novas máquinas CNC e equiparam uma nova sala limpa moderna para montagem.
Em cada mesa indo para o motor.
Os produtos acabados são trancados em um gabinete especial onde é mantido um certo regime de temperatura e umidade.
O trabalho é quase uma joia e um olhar despreparado é percebido de maneira incomum. Geralmente, a montagem de motores espaciais significa algo maior.
Mas o resultado são essas belezas.
A etapa final do passeio é o museu da empresa. Aqui, em primeiro lugar, mostra-se orgulho histórico, uma “lareira lunar” - um modelo de gerador de calor por radioisótopo, instalado no Lunokhod-1 soviético e no Lunokhod-2 e aquecendo os eletrônicos nas noites frias de luar.
Obviamente, a amostra do museu não é preenchida com polônio e não é radioativa.
Outra área de motores fabricados pela OKB Fakel para naves espaciais é o termocatalítico. Eles requerem combustível químico, mas sua decomposição em componentes gasosos ocorre usando um catalisador de metal colocado dentro do motor. Para aumentar a intensidade da reação, o catalisador é aquecido como uma bobina de uma placa de aquecimento.
Os motores termocatalíticos têm menos eficiência que os de plasma ou mesmo os de dois componentes químicos, mas permitem criar um sistema de combustível mais simples. Normalmente, esses motores são usados para orientar a espaçonave e estão localizados em blocos de várias peças.
De particular interesse é uma amostra de museu - um motor estacionário de plasma, que passou por longos testes em uma câmara de vácuo. Milhares de horas de operação levam à degradação da superfície do motor sob a influência do plasma.
Tais testes podem aumentar a vida útil do motor. Agora o SPD fornece trabalho garantido por vários milhares de horas. E, de acordo com representantes da OKB Fakel, esse recurso foi repetidamente confirmado pelos clientes, e novos pedidos falam melhor da qualidade.
Gostaria de coincidir com esta publicação no Dia da Cosmonáutica, para que não apenas em palavras, mas no exemplo da OKB Fakel para mostrar que temos espaço, você só precisa prepará-lo.Agradeço ao serviço de imprensa e aos funcionários da OKB Fakel e da Ascon por sua grande ajuda na preparação do material .