В Японии осуществлен первый космический полет аппарата с детонационным двигателем

Японские исследователи впервые в мире продемонстрировали успешную работу детонационного двигателя в космическом пространстве

Самая большая задача космической науки - раскрыть тайны строения и эволюции Вселенной, процессов формирования планет и происхождения жизни.

Благодаря развитию ракетных и спутниковых технологий стали возможны космические наблюдения, не зависящие от земной атмосферы, быстро развивается рентгеновская и инфракрасная астрономия. Мы узнаем об объектах, которые раньше были невидимы. Кроме того, благодаря исследованиям Луны и планет постепенно раскрывается история Солнечной системы. Космические астрономические наблюдения и исследования планет вступили в новую фазу.

Исследовательская группа Института материалов и систем устойчивого развития Университета Нагоя и Высшей инженерной школы Университета Нагоя в сотрудничестве с Университетом Кейо, Институтом космических и астронавтических наук (ISAS) Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) и Муроранским технологическим институтом осуществили успешную демонстрацию детонационного двигателя в космическом полете. Это первая в мире успешная демонстрация детонационного двигателя в условиях космоса.

4 фото и текст via

Рис. 1 Момент начала работы в космосе первого в мире вращающегося детонационного двигателя (ВДЭ DES). Эллиптическая светящаяся область (слева) - это камера сгорания двухцилиндрового вращающегося детонационного двигателя. Справа - снимок Земли, сделанный из космоса. Данные изображения были восстановлены с помощью RATS. [Nagoya University, JAXA].

Разработанная в рамках проекта детонационная двигательная система была установлена на полетную часть экспериментальной ракеты S-520-31 и запущена из Космического центра Учиноура ДЖАКСА в 5:30 утра 27 июля 2021 года. После отделения первой ступени ракеты вращающийся детонационный двигатель и импульсный детонационный двигатель успешно отработали в космическом пространстве. ВДД отработал в течении 6 секунд, тяга 500 Н и ИДЕ отработал 2 секунды x 3 раза.



Рис. 2 Фотография системы детонационного двигателя (Detonation Engine System - DES).
[Nagoya University, JAXA ].

С помощью телеметрии и были получены фотоизображения, данные о давлении, температуре, вибрации, положении и местоположении. После окончания эксперимента возвращаемая капсула RATS отделилась от модуля с детонационным двигателем и покинула космическое пространство, чтобы затем опуститься на поверхность океана.



Рис. 3 Схематическая диаграмма DES. Слева направо: Авионика DES (DES-PDU, DES-MCU, PI-BAT-L), газовые баллоны с метаном, кислородом и азотом (топливные баки), система подачи газа, PDE, RDE, камеры DES и антенна Ku-TV. [Nagoya University, JAXA ]

Детонационный двигатель формирует волны детонации и сжатия на чрезвычайно высоких частотах (1-100 кГц) с целью резкого увеличения скорости реакции, что приводит к значительному снижению веса ракетного двигателя и достижению высокой производительности за счет более простого образования силы тяги. Успех этого космического полета значительно приблизит детонационный двигатель к практическому использованию в качестве ударного двигателя для исследования глубокого космоса, а также в качестве двигателя первой и второй ступени для ракет.



Рис. 4 Наземное испытание работы DES на полигоне Сираои Муроранского технологического института. [Nagoya University, JAXA]

В будущем JAXA планирует применить технологию работы детонационного двигателя для миссий по исследованию дальнего космоса, что внесет вклад в космические научные исследования в долгосрочной перспективе, например, для создания более компактных и легких систем космических кораблей и межпланетной навигации.