Молодая компания General Galactic планирует осенью запустить спутник весом 500 кг, который будет работать исключительно на воде. Если эксперимент удастся, это станет прорывом в космонавтике. Впервые в истории кто-то попытается превратить обычную воду в полноценное ракетное топливо для большого аппарата.
Идея использовать воду для космических полетов существует со времен программы «Аполлон». О ней говорили и бывший глава NASA Билл Нельсон, и Илон Маск. Логика простая: на Луне есть лед, его можно расщепить на водород и кислород и использовать как горючее для полетов к Марсу. А на Красной планете замерзшую воду соединить с углекислым газом из атмосферы и заправить корабль для обратного пути. Звучит красиво, вот только никто никогда этого не делал в реальности.
Компанию основали два инженера, которым едва за двадцать. Хейлен Маттисон раньше работал в SpaceX, его партнер Люк Нейс — в Varda Space. Они познакомились в Стэнфорде и начали разрабатывать свою технологию параллельно с основной работой. Парни перелопатили горы научных статей, обзвонили всех, кто хоть как-то занимался похожими системами, прогнали тысячи расчетов в Python. Сейчас они собрали 10 млн долларов инвестиций и купили место на ракете Falcon 9. Старт миссии Trinity запланирован на октябрь.
Существует два основных типа космических двигателей. Химические сжигают топливо вроде жидкого метана с окислителем — это дает мощную тягу, но требует много горючего. Электрические ионизируют газ типа ксенона и выбрасывают его в виде плазмы — тяга слабая, зато работают почти вечно. Маттисон шутит, что это как отрыжка в космосе, но если отрыгивать долго, можно далеко улететь.
Вода плохо подходит для обоих типов движков. Зато с ней гораздо проще обращаться. Метан нужно охлаждать до минус 160 , иначе он испарится или взорвется. Вода не настолько капризна — она стабильна, безопасна и не улетучивается на солнечной стороне орбиты.
Для химического варианта воду расщепят путем электролиза на водород и кислород, потом сожгут водород с кислородом как окислителем. Для электрического движка, который называется холловский двигатель, воду тоже разделят, а потом кислород превратят в плазму и выбросят через магнитное поле.
Нейс объясняет, что иногда аппаратам нужна долгая экономичная работа, а иногда — мгновенная реакция на угрозу. Китайские спутники все чаще подлетают слишком близко к американским. Космические силы США крайне заинтересованы в способности резко маневрировать. По расчетам General Galactic, их система даст в 5−10 раз больше возможностей менять скорость и направление по сравнению с традиционными решениями.
Конечно, есть причины, почему это никто раньше не делал. Ионизированный кислород разъедает практически все материалы, работать с ним крайне сложно. Райан Конверсано, бывший технолог Лаборатории реактивного движения и консультант проекта, признает, что подбор материалов и конструкция устройств бросают серьезный вызов. Химическая система может оказаться слишком тяжелой из-за добавочного оборудования для электролиза. Марк Льюис, бывший главный ученый ВВС США, считает идею интересной для малых спутников, но предупреждает о множестве неизвестных.
Похожие попытки создать альтернативное топливо для космоса предпринимались и раньше. NASA тестировала зеленое топливо AF-M315E на миссии Green Propellant Infusion Mission, которое менее токсично, чем гидразин. Компания Benchmark Space Systems разрабатывает двигатели на водяном паре для кубсатов. Исследовательский центр Эймса NASA экспериментировал с системой HYDROS, использующей водяной лед. Однако все эти проекты либо тестировались на миниатюрных аппаратах, либо остались на стадии прототипов.
Долгосрочная цель General Galactic амбициозная — построить сеть заправочных станций в космосе, включая Марс. Пока это звучит фантастически, но если осенний запуск пройдет успешно, появится реальный шанс превратить мечты о дальних космических полетах в конкретные планы.
Ранее мы писали о том, что на орбите начал работу секретный китайский многоразовый корабль.
