Установка разрабатывалась с осени 2022 года по заказу Ракетно-космического центра «Прогресс». Она предназначена для наполнения ксеноном шар-баллонов — топливных баков космических аппаратов, оснащённых ионным двигателем для корректировки орбиты.
Применяемые сейчас технологии требуют снятия шар-баллонов для их заправки. Ёмкости увозят на другое предприятие, потом привозят полными и монтируют обратно — в общем, долга песня.
«Наша же установка позволяет заправлять шар-баллон, не снимая его со спутника. Это упрощает и ускоряет в десятки раз процесс заправки, то есть тем самым будут снижены затраты материальных средств и времени, а также общие сроки сдачи космического аппарата заказчику», — объясняет ведущий научный сотрудник Научно-образовательного центра газодинамических исследований университета профессор Дмитрий Угланов, руководящий проектом.
Разработчики сумели решить проблему точности измерения массы закачанного топлива. Если отсоединённый бак просто можно заправлять, поставив его на весы, то вместе со спутником взвешивание получается весьма приблизительным. А космос, по словам профессора, неточностей не любит.
В топливозаправщике самарской разработки количество газа отмеряется непосредственно в момент прокачки, для чего используется специальный мембранный компрессор с оригинальными конструктивными решениями.
«При проектировании установки заправки ксеноном было разработано и запатентовано конструктивное решение с использованием мембранного компрессора, являющегося «сердцем» всей установки. Мембранный компрессор снижает время заправки и обеспечивает контроль массы и высокий уровень чистоты закачиваемого ксенона», — похвалился Угланов.
Чистоту закачиваемого газа удалось довести до умопомрачительной величины 99,9999%.
«Высокий уровень чистоты ксенона очень важен для стабильной и качественной работы ионных двигателей — различные примеси других газов, например, кислорода, аргона, криптона, заметно снижают рабочие характеристики и ресурс двигателей такого типа, двигатель даже может выйти из строя», — пояснил младший научный сотрудник НОЦ ГДИ. Сергей Корнеев.
Подобные топливозаправщики есть и за рубежом, вовсю используются и в НАСА, и в Европейском космическом агентстве, но сконструированы они по другому принципу, более сложные и дорогие. Так что можно сказать, что самарская установка уникальна и на международном уровне, с гордостью заключил Угланов.