Поскольку для такого спутника уже не приходится бороться с аэродинамическим сопротивлением (на суточной орбите оно практически отсутствует), то двигатели можно включать лишь время от времени (для электроракетного двигателя это неоднократное повторное включение легко осуществимо) с целью введения необходимых поправок в траекторию движения спутника или его ориентировку в пространстве. Естественно, что общая продолжительность работы двигателя будет при этом небольшой—10 дней (примерно год полета), как и характеристическая
скорость (456 мсек) и мощность (5 кет). Масса двигательной установки и рабочего вещества (6 кг) окажется при этом столь небольшой, что практически не скажется на конструкции спутника (его масса 5 г будет практически целиком представлять собой полезный груз). Выгодная скорость истечения в этом случае меньше, чем в первом примере, и равна 38 кмсек (удельный импульс примерно 3900 сек). При использовании цезиевого ионного двигателя сила тока будет равна 5 а, ускоряющее напряжение всего 1000 в (как известно, мощность струи есть произведение силы тока на напряжение: 5-1000=5000 вг), тяга двигателя равна 26,8 Г. Следует отметить, что подобная корректировка орбиты может осуществляться с помощью термохимических двигателей, но, как показывает расчет, электроракетные выгоднее в отношении веса, если характеристическая скорость больше 100 мсек.
Комплект ионных цезиевых двигателей подобного назначения разрабатывает фирма Хьюз. По ее подсчетам, для точного удержания на заданной орбите спутника массой 227 кг двигатели должны работать от 10 до 90 минут в сутки, а для выдерживания ориентации — по нескольку секунд каждые четверть часа.
|
Чтобы проиллюстрировать диапазон требующих учета факторов, можно привести пример. В случае применения турбогенераторных преобразователей энергии наличие вращающихся машинных частей (ротора) со значительным моментом инерции сильно усложняет проблему динамической стабилизации летательного аппарата, что может даже исключить возможность применения таких установок, в частности, на космических обсерваториях.
Поскольку именно вес электростанции является основным в общем весе электроракетной двигательной установки, то к. п. д. двигателя может оказаться решающим при выборе типа двигателя для применения на ракете данного назначения.
Кратковременно электротермические двигатели могут развивать еще значительно большие тяги, что может оказаться очень важным при маневрировании.