Инженер из Штутгартского университета Франческо Романо разработал плазменный двигатель, который использует в качестве топлива разреженный воздух верхних слоёв атмосферы. Это позволяет спутникам на очень низкой околоземной орбите (VLEO, 100–450 км) работать практически бесконечно, без дорогостоящего топлива вроде ксенона. Результаты своей диссертации он опубликовал на arXiv. Об этом рассказывает сайт Phys.org.
Ключевая проблема таких орбит — сопротивление воздуха, из-за которого спутникам приходится постоянно включать двигатели. Романо решил использовать сами молекулы воздуха как топливо. Его система относится к классу атмосферно-дышащих электрических двигателей (ABEP): она захватывает частицы перед аппаратом, превращает их в плазму и выбрасывает назад, создавая тягу.
Главная техническая сложность — агрессивный атомарный кислород, который разъедает электроды и катоды. Романо обошёл это, создав бесконтактный двигатель без нейтрализатора, с радиочастотным геликонным плазменным ускорителем. Для захвата частиц он использовал параболическое зеркало из графита или диоксида кремния, которое собирает около 94,3% частиц.
В испытаниях двигатель стабильно работал при мощности всего 50–60 Вт. По расчётам, он может работать бесконечно на высоте 190–250 км, потребляя менее 1,6 кВт. Система также применима для Марса, где атмосфера состоит из CO2, — аппарат сможет держаться на высоте 120–160 км. Пока нет гарантий, что двигатель выйдет за пределы лаборатории, но у технологии есть потенциал для коммерческого использования.