В околоземном космическом пространстве сейчас находятся десятки наноспутников, спутников, размером со смартфон или немного больше, которые решают различные задачи, начиная от студенческих исследований и до выполнения секретных военных проектов. Но позиционирование наноспутника в определенной точке на околоземной орбите является достаточно большой проблемой, эти наноспутники, которые выводятся на орбиту большой ракетой-носителем, для возможности совершения перемещений нуждаются в миниатюрных реактивных двигателях. Конечно, такие двигатели существуют, но они хрупки, чрезвычайно сложны, дороги в изготовлении и позволить установку такого двигателя на наноспутник может позволить себе далеко не каждый. Исследователи из Мичиганского технологического университета, использовав свойства магнитных жидкостей, нашли подходящее решения, которое позволяет создание более недорогих и более надежных крошечных реактивных двигателей, способных обеспечить возможность перемещения в космосе наноспутников практически любого класса и размеров.
В большинстве случаев миниатюрные реактивные двигатели имеют решетки из тончайших иголок, толщина которых меньше толщины человеческого волоса. За счет приложенных к ним электрических полей и других физических эффектов эти иголки испускают в пространство потоки ионной «жидкости», которые обеспечивают небольшую тягу, достаточную для движения миниатюрного космического аппарата. Средний наноспутник нуждается приблизительно в двухстах таких иглах, которые обеспечивают ему суммарную тягу, достаточную для осуществления перемещений и маневров в космосе. Но процесс изготовления игл достаточно сложен и дорог, а иглы являются чрезвычайно хрупкими и могут быть разрушены воздействием различных неблагоприятных факторов, в том числе и силой тяги, которую они сами и создают. Именно поэтому такая технология считается пока неприемлемой и не получила широкого распространения.
Однако, исследователи из Мичигана нашли решение вышеописанной проблемы. Этим решением стала магнитная жидкость, жидкость, в которой растворены ферромагнитные наночастицы, благодаря чему она может течь и принимать определенные формы под воздействием внешних магнитных полей. Под воздействием точечного магнитного поля, индуцируемого постоянным или электрическим магнитом, такая жидкость может формировать крошечный «пик», выступающий в роли иголки реактивного двигателя, по которой течет ионная «жидкость». Во время проведения экспериментов ученые случайно подали на такой микрореактивный двигатель слишком большой электрический потенциал, что привело к возникновению микровзрыва, разрушившего структуру иголок. Но как только электрический потенциал был снижен снова до нормального значения, иголки полностью восстановили свою форму и двигатель продолжил работать. Подобное свойство самовосстановления иголки из магнитной жидкости продемонстрировали и при других видах внешних воздействий, в том числе и механических.
Естественно, что для того, чтобы магнитные жидкости стали основой реальных реактивных двигателей, толкающих наноспутники в космосе, ученым придется проделать еще массу работы и создать множество опытных образцов таких двигателей. Самой основной проблемой, которую им предстоит решить, является состав растворителя магнитной жидкости, которая должна оставаться текучей и при чрезвычайно низкой температуре, которую в космосе может практически моментально сменить высокая температура, возникающая в момент перехода космического аппарата с теневой на освещенную сторону околоземной орбиты.
Источник:
