Полеты с малой тягой

Электрореактивные двигатели уже давно используютяся на геостационарных космических аппаратах для поддержания параметров обиты и точки стояния. Проекты по использованию двигатели малой тяги для довыведения КА на рабочую орбиту возникали давно. Однако реализации такой схемы мешала непроработанность идеи на конструктивном уровне и отсутствие коммерческого интереса. Но в последнее время появились предпосылки для осуществления подобных проектов. Этому способствовали несколько факторов:

Увеличение массы КА, выводимых на ГСО;

Большая конкуренция на рынке космических услуг;

Потребность в снижении удельной стоимости выведения полезной нагрузки

Появление на рынке большого количества конверсионных ракет легкого класса

Накопленный опыт применения электрореактивных двигателей

Модернизация носителей дает увеличение выводимой на целевую орбиту массы на 5-10%. Модернизация разгонных блоков в сочетании с модерннзацией носителей позволяет увеличить массу ПН на ГСО еще на 10-15%. Однако этого хватает только на то, чтобы как-то удерживать прежние позиции в условиях жесткой конкуренции с новыми носителями, рассчитанными на выведение современных, более тяжелых КА. Естественно любая модернизация имеет свой предел, после которого увеличение выводимой массы полезного груза или невозможно или связано с огромными неоправданными затратами. Однако, существенное увеличение выводимой массы ПН на ГСО возможно, если использовать для довыведения КА двигатели малой тяги.

электроракетный двигатель СПД-100

Рассмотрим задачу выведения КА, оснащенного ДУ с малой тягой, далее ЭРДУ (электрореактивная двигательная установка), на ГСО. Прежде всего такая задача привлекательна тем, что расход рабочего тела при выведении с помощью ЭРДУ в несколько раз меньше, чем для химческих двигателей. Например, РН "Протон" с Блоком "ДМ" выводит на ГСО не более 2500 кг, при этом масса орбитального блока на опорной орбите (круговая 200 км высотой) составляет примерно 21500 кг. Как видно из этого примера, до ГСО "долетает" с опорной орбииты только 12% массы. Это связано с низким удельным импульсом ДУ блока "ДМ". Двигатели малой тяги обладают гораздо более высоким удельным импульсом и, как следствие, удельные затраты топлива на выведение с помощью ЭРДУ существенно ниже.