Кубсаты, небольшие спутники размером с обувную коробку, становятся важным инструментом в космических исследованиях. Для их эффективного функционирования необходимы надежные двигательные системы. Инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) представили крайне интересное и более выгодное с экономической точки зрения решение.

Электрораспылительные двигатели, использующие электрические поля для создания струй заряженных капель, идеально подходят для маневров малых спутников. Однако традиционные методы их производства часто оказываются сложными и дорогостоящими, что ограничивает их применение. Инженеры MIT предложили инновационный подход, который включает 3D-печать, позволяющую быстро и экономично изготавливать эти устройства.

В процессе разработки команда объединила две технологии 3D-печати: двухфотонную печать для создания сложных излучателей и цифровую обработку света для изготовления коллекторного блока. Это позволило создать компактное устройство, состоящее из множества мелких и крупных деталей, работающих как единое целое. Прототип, который они создали, включает 32 электрораспылительных эмиттера и продемонстрировал стабильный поток топлива, обеспечивая тягу, сопоставимую с традиционными двигателями.

^{Для устройства требуется сложная гидравлическая система для хранения и регулирования потока жидкости, эффективно перемещающая пропеллент через микрофлюидные каналы к ряду излучателей}

Каждый излучатель в массиве состоит из четырех отдельных модулей, которые должны работать синхронно. Двухфотонная печать использует сфокусированный лазер для затвердевания смолы, что обеспечивает высокую точность и создание острых кончиков эмиттеров. Коллекторный блок, в свою очередь, фиксирует излучатели и обеспечивает подачу топлива.

Ученые также провели испытания материалов для печати, чтобы гарантировать их совместимость с проводящим жидким топливом. Это критически важно для предотвращения коррозии и растрескивания. Результаты испытаний показали, что 3D-печатный прототип достиг более высокой эффективности тяги, чем многие традиционные химические ракеты. Кроме того, он превзошел производительность существующих капельных электрораспылительных двигателей.

Интересно, что регулировка напряжения в системе управления тяги позволила улучшить управление двигателем, что упростило его конструкцию. Ученые уверены, что их работа может привести к более доступным и эффективным решениям для будущих космических миссий.