Kreios Space объединилась с Kongsberg NanoAvionics, чтобы запустить 200-килограммовый микроспутник, оснащенный атмосферной электрической двигательной установкой, на очень низкой околоземной орбите (VLEO) — в диапазоне 150–300 км, где большинство спутников сходят с орбиты в течение нескольких месяцев. Если испытание подтвердит концепцию, спутники смогут использовать разреженный воздух, которому они сейчас противостоят, чтобы оставаться на орбите, что снизит потребность в тяжелом и дорогом химическом топливе.

Почему VLEO — это проблема

На высотах VLEO остаточные молекулы кислорода и азота создают заметное сопротивление. Это сопротивление снижает орбитальную скорость, и в течение нескольких недель или месяцев спутник без двигательной установки спиралевидно падает обратно на Землю. Те же частицы также вызывают эрозию открытых поверхностей, сокращая срок службы миссии. Традиционные двигатели решают проблему сопротивления за счет использования топлива, но дополнительная масса снижает полезную нагрузку и увеличивает стоимость запуска.

Как работает принцип «воздух как топливо»

Система Kreios работает как миниатюрный пылесос и электрический двигатель в одном лице. Заборник собирает окружающие молекулы O₂ и N₂. Бортовой источник питания ионизирует газ, превращая его в плазму — заряженный газ. Затем плазма выбрасывается через электрическое сопло, создавая тягу, которая противодействует сопротивлению. По сути, атмосфера, которая замедляет спутник, становится рабочим телом, толкающим его вперед.

Этот подход обещает два немедленных преимущества:

  • Экономия массы — отсутствие специализированных топливных баков или крупных химических двигателей высвобождает килограммы веса для датчиков или оборудования связи.
  • Увеличение продолжительности миссии — непрерывная тяга может удерживать спутник на VLEO годами, а не месяцами, обеспечивая более высокое разрешение изображений и меньшую задержку связи, которые возможны только в самых плотных слоях атмосферы.

Значение для отрасли

Если испытание Kreios пройдет успешно, операторы группировок для дистанционного зондирования Земли, связи и интернета вещей (IoT) смогут снизить стоимость запусков и повысить качество данных. Более четкие изображения получаются за счет близости к поверхности земли; задержка снижается для широкополосных сервисов, полагающихся на низкоорбитальные ретрансляторы. Компании, зависящие от спутниковых данных — логистические фирмы, управляющие строительством, поставщики услуг точного земледелия — получат доступ к более быстрой и детальной информации.

Технология также несет новые риски. Генерация плазмы в суровых условиях требует надежного электропитания; система должна потреблять достаточно электричества от солнечных панелей, не ставя под угрозу работу других полезных нагрузок. Уровни тяги скромны, поэтому точное удержание орбиты потребует сложного программного обеспечения для управления. Длительное воздействие ионизированной струи может ускорить износ поверхностей космического аппарата — фактор, который еще предстоит количественно оценить в ходе длительных полетов.

Что дальше

Kreios планирует запустить испытательную платформу в конце этого года, нацелившись на круговую орбиту высотой 150 км для максимизации плотности атмосферы. В ходе миссии в течение нескольких месяцев будут отслеживаться характеристики тяги, энергопотребление и деградация материалов. Успех может привести к созданию коммерческого сервиса по предложению комплектов «воздушно-топливных» двигателей для микроспутников и может побудить другие стартапы исследовать подобные концепции.

Итог

Превращение атмосферного сопротивления в тягу может переписать экономику миссий на VLEO. Собирая те самые частицы, которые грозят утянуть спутники вниз, Kreios Space стремится удерживать их на орбите дольше, дешевле и с более высокой производительностью. Предстоящий полет покажет, сможет ли эта идея перейти из области лабораторной физики в повседневные космические операции.