Выход на орбиту

Резидент технопарка Академгородка разработала модель двигателя для наноспутников

Инновационный двигатель, представленный на днях нашими разработчиками, компактен — именно такую задачу ставили перед собой новосибирские инженеры, чтобы помочь космической отрасли.

Двигатель представляет собой парогенератор, в котором вода из бака направляется в теплообменник, где доводится до кипения за счет энергии спутника, получаемой от солнечной батареи; перегретый пар через сверхзвуковое сопло выходит наружу. Особенностью двигателя является его компактность. Компания-разработчик «Современный инжиниринг и автоматика» на данный момент может производить не более десяти двигателей в год, но планирует в будущем наладить серийное производство до 100 штук.

Сегодня разработчики трудятся над новой модификацией, которую можно будет устанавливать на спутники массой до 100 килограмм. Решить задачу специалисты планируют в течение года, а пока нам рассказали, как проходят испытания.

Молодой человек с бородкой и горящими глазами показывает журналистам ничем не примечательный предмет цилиндрической формы. Это, по его словам, двигатель для малых космических спутников.

— В мире несколько таких. Это сложная форма, чтобы туда все уместить. У нас это готовое изделие: в нижней части — бак с водой, всего 130 грамм воды, сверху — сам двигатель. Он напечатан из титана и запатентован нами. Сейчас мы в рамках гранта дорабатываем новую модификацию, — рассказывает молодой ученый, директор компании — резидента Академпарка Роман Захаров.

Мы встретились в Центре технологического обеспечения Академпарка, куда приехали в пресс-тур с заместителем губернатора Ириной Мануйловой.

Фото: Андрей Заржецкий

Разработки новосибирских специалистов в области космического приборостроения — одно из важных направлений в науке и производстве. Оно отвечает национальным целям развития страны и задачам импортозамещения. Об этом, кстати, специалисты рассказали в первые минуты общения, отметив, что при сокращении и прекращении поставок оборудования из-за рубежа их разработки оценили очень высоко.

Искусственные перегрузки на Земле

Водный двигатель, произведенный в Новосибирске, уже бороздит просторы космоса: на орбиту за прошлый год выведены шесть малых спутников с этим оборудованием внутри. Суммарно двигатели проработали почти 21 час на генерации тяги. В России в сегменте малых спутников такой большой наработки на орбите нет.

Из особенностей оборудования — компактные размеры: диаметр и высота — восемь сантиметров, а объем — 0,4 литра. Вода как топливо дает возможность хранить и запускать спутник с таким двигателем с борта обитаемого космического аппарата, маневрировать, удлинять срок службы, сводить с орбиты для утилизации.

— Это простая технология, по сути, космический парогенератор, — объясняет Роман Захаров. — В нашей лаборатории есть подключенный прототип с интерфейсом, и мы можем наблюдать за его работой, снимать телеметрию, давление и температуру. Двигатель испытывали в вакуумной камере и поднимали в небо на самолете, подвергая разным нагрузкам.

Об экспериментах в воздухе рассказал и главный технический разработчик компании Владимир Фёдоров:

— То, что мы делаем, находится в космосе, в невесомости, — объясняет наш собеседник. — Чтобы проверить, как, например, ведет себя жидкость внутри двигателя, проводим серию экспериментов. Для этого в Мочище был зафрахтован самолет, внутрь которого устанавливалось освещение, велась видеосъемка. С разными уровнями воды мы летали целый день. Были перегрузка 5G в нижней точке и около трех-четырех секунд невесомости, например. Снимали видеоматериал на разных режимах. Потом это легло в основу дальнейших разработок, оптимизации. В условиях выхода на орбиту спутники переносят сильную вибрацию: все трясется и разваливается. Плата с микросхемами на этапе вывода может разлететься на компоненты. Поэтому все укрепляется, фиксируется и проверяется в разных условиях. Если есть возможность что-то уменьшить, делаем. Благодаря этому мы имеем самый маленький в мире двигатель.

Главный технический разработчик компании «СИТ» Владимир Фёдоров рассказал, как подвергал двигатель различным нагрузкам и испытаниям. Вместе со своим изобретением он на самолете поднимался в небо над Новосибирском. Фото: Андрей Заржецкий

Следующая модификация, над которой работают новосибирские специалисты, будет все же больше, вместительнее и функциональнее.

Отметим, что компания, которой руководит Роман, первая частная в России, которая в 2023 году получила полноценную летную квалификацию двигателей для малых спутников.

Космического мусора должно быть меньше

В работе компании задействовано 12 конструкторов и инженеров. Большинство специалистов — выпускники Новосибирского государственного университета.

Резидентами Академпарка команда стала два года назад. За это время ребята победили на Сибирской венчурной ярмарке, проходившей на площадке Международного форума технологического развития «Технопром-2024». И воспользовались региональной системой поддержки малых инновационных компаний, получив в прошлом году субсидию на осуществление трансфера и коммерциализацию технологий. Кроме этого, компании была оказана грантовая поддержка по линии Фонда содействия инновациям в размере пяти миллионов рублей.

На разработки новосибирцев тем временем обратили внимание в «Сколково», и сегодня команда готовится стать резидентом ведущего наукограда страны. Это дает возможность, не покидая Академпарка, получить федеральные льготы и преференции. Также это перспектива продвижения на федеральном и международном уровне. Компания уже подписала соглашение о партнерстве с заводом, который делает двигатели, но для больших спутников. И сейчас начинает разработку модификации двигателя под запросы Роскосмоса.

— Наши двигатели нужны, чтобы правильно расставлять спутники по орбите, уводить их от столкновения и вовремя выводить с орбиты, когда они уже отработали. Так мы добиваемся меньшего количества мусора в космосе, — рассказывает Роман Захаров.

Наноспутники, или кубсаты

Пока компания выпускает продукцию малыми сериями. В будущем, если получится перейти на промышленное производство, будет приобретен принтер и себестоимость продукции снизится.

Фото: Андрей Заржецкий

— Наработки наших инженеров уже сейчас используются для спутников, которые выводят на орбиту, — говорит Ирина Мануйлова. — Это востребовано и важно для беспилотных космических аппаратов, к которым такие спутники относятся. Увеличение их числа послужит достижению независимости в космических сервисах и услугах, технологиях интернета вещей, обес­печению стабильной и надежной связи даже в самых удаленных уголках России и станет одним из важных факторов сохранения статуса России как ведущей космической державы. Эта деятельность предусмотрена нацпроектом «Развитие многоспутниковой орбитальной группировки». Спектр задач, решаемых с помощью малых космических спутников, чрезвычайно широк: фундаментальные и прикладные научные исследования, работа в сфере связи и телекоммуникаций, картографии, геологоразведочных технологий, а также образовательные проекты. Для студентов наноспутники, или кубсаты, — это уникальная возможность еще в учебном заведении проследить весь цикл создания беспилотного космического аппарата и принять участие в его разработке.