Революция в космосе: солнечные двигатели нового поколения

Бывший инженер SpaceX, стоявший у истоков создания самого мощного ракетного двигателя компании, теперь возглавляет амбициозный стартап Portal Space Systems. Его цель — воплотить в жизнь технологию, которую когда-то отложила NASA, и вывести космические аппараты на новый уровень маневренности.

Основанная в 2021 году, компания недавно привлекла 50 миллионов долларов в рамках раунда серии A, оценивающего стартап в 250 миллионов долларов. Инвестиции возглавили Geodesic Capital и Mach33, к которым присоединились Booz Allen Ventures, ARK Invest, AlleyCorp и FUSE.

В центре внимания Portal Space Systems — разработка принципиально новой технологии: солнечно-тепловой двигательной установки. В отличие от традиционных спутниковых двигателей, работающих на химическом топливе или преобразующих солнечную энергию в электричество для маломощных, но эффективных движителей, новая система использует концентрированное солнечное тепло. Оно нагревает рабочее тело, обеспечивая высокую скорость перемещения космических аппаратов.

Идея солнечно-тепловых двигателей не нова: с 1960-х годов её изучали в государственных лабораториях, в том числе для межзвёздных миссий. Однако на орбиту технология так и не вышла. Основатели Portal — Джефф Торнбург, Иэн Ворбах и Прашаантх Равиндран — намерены изменить ситуацию уже в ближайшие два года.

Карьера Торнбурга началась в ВВС США, где он работал над созданием перспективного ракетного двигателя с полнопоточным ступенчатым сгоранием. Спустя десять лет его пригласил Илон Маск, чтобы воплотить эти наработки в жизнь — так появился двигатель Raptor, который сегодня приводит в движение гигантский корабль Starship. После работы в Stratolaunch и проекте Kuiper от Amazon, Торнбург вернулся к теме двигателестроения.

Солнечно-тепловая тяга — следующий логичный шаг в развитии ракетных технологий, считает Торнбург. В конце 1990-х NASA провела масштабные исследования и пришла к выводу, что в ряде случаев эта технология превосходит существующие аналоги. Однако тогда спрос на мобильность в космосе был невысок: спутники и зонды запускались редко, и проще было использовать более мощные ракеты, чем инвестировать в орбитальные двигатели.

Сегодня ситуация кардинально изменилась. Ежегодно на орбиту выводятся тысячи новых спутников, а военные требуют аппараты, способные быстро перемещаться между орбитами для разведки или сдерживания конкурентов. «Медлительность на орбите больше недопустима, — заявил Торнбург. — Китай уже опережает нас в маневренности. Нам нужны сопоставимые возможности».

Portal Space Systems уже получила 45 миллионов долларов стратегического финансирования от Пентагона, а общий объём привлечённых средств достиг 67,5 миллиона долларов. По словам Трэвиса Бейлса, управляющего директора Booz Allen Ventures, интерес военных обусловлен потенциалом технологии для орбитальных боевых действий.

В будущем, когда на орбите Земли могут оказаться миллионы спутников, обеспечивающих связь и вычислительные мощности, операторам понадобятся более дешёвые способы маневрирования, чтобы избегать столкновений. Аарон Бернетт, генеральный директор аэрокосмического венчурного фонда Mach33, видит в Portal будущего «лидера космической мобильности», предоставляющего двигательные системы широкому кругу пользователей.

Чтобы достичь этой цели, компании предстоит вывести технологию на орбиту. На прошлой неделе её бортовая электроника прошла испытания в космосе, а в октябре планируется запуск ещё одного прототипа. Демонстрация рабочего образца двигателя состоится в 2027 году с запуском первого аппарата SuperNova — «истребителя для орбиты», как называет его Торнбург.

Portal использует последние достижения в области аддитивного производства и материаловедения, что позволило создать уникальный солнечный концентратор и сопло — движитель Hex. Энтузиасты ракетной техники считают, что будущее за ядерными двигателями, но их разработка сопряжена с серьёзными регуляторными и юридическими сложностями, что делает их недоступными для стартапов.

Впрочем, двигатель Portal даёт компании фору и в этом направлении. Речь идёт о ядерно-тепловой двигательной установке, где вместо солнечного тепла используется тепло реактора. Когда правительство США будет готово к созданию таких систем, команда Торнбурга уже отработает ключевые элементы на орбите. «Мы сможем быстрее развивать эту технологию в космосе, чем на земле, строя дорогостоящие ядерно-безопасные испытательные стенды за 2 миллиарда долларов», — подчёркивает Торнбург.

*Признаны экстремистскими организациями и запрещены на территории РФ.