Японські вчені створили плазмовий двигун для прибирання сміття

Двонаправлений плазмовий двигун: японське рішення для боротьби з космічним сміттям

На низькій навколоземній орбіті (НОО) нині перебуває понад 14 000 уламків космічного сміття. Це непрацюючі супутники, відпрацьовані ступені ракет і уламки після зіткнень, які на швидкостях понад 7 км/с можуть завдати нищівної шкоди діючим апаратам. Загроза ланцюгової реакції відомої як «синдром Кесслера» стає дедалі реальнішою: одне зіткнення може спричинити десятки нових уламків, що зробить цілі орбітальні зони непридатними для польотів.

Новий підхід з Японії

Дослідник з Університету Тохоку Казунорі Такахаші представив концепцію «безелектродного плазмового двигуна з двонаправленим викидом плазми», яка пропонує безконтактне видалення космічного сміття.
«Це досягнення являє собою значний технологічний прогрес на шляху до розробки рушійної системи, здатної ефективно і безпечно видаляти космічне сміття», – зазначає Такахаші.

Ідея полягає в тому, що супутник із таким двигуном спрямовує плазмовий вихлоп на уламок, гальмуючи його й змушуючи зійти з орбіти та згоріти в атмосфері.

Подолання проблеми віддачі

Попередні спроби реалізувати подібний метод зазнавали труднощів: сила віддачі плазмового потоку відштовхувала сам апарат від цілі. Новий двигун вирішує це завдяки двом плазмовим потокам, які викидаються одночасно:

• перший – у бік космічного сміття, сповільнюючи його;
• другий – у протилежному напрямку, компенсуючи віддачу.

Таким чином супутник залишається стабільним і може прицільно впливати на уламок.

Посилення магнітним полем

Для підвищення ефективності команда додала спеціальне магнітне поле, яке утримує та фокусує плазму. У лабораторних випробуваннях у вакуумі це дало трикратне збільшення сили гальмування порівняно з попередніми експериментами.

Ще однією перевагою є використання аргону – доступного та дешевого інертного газу, який може замінити традиційний ксенон у плазмових двигунах. Це робить систему більш економічною та придатною для широкого використання.

Значення для космічної безпеки

Технологія має потенціал націлюватися на найбільші уламки, які становлять найбільшу загрозу створення каскадних зіткнень. Якщо її вдасться масштабувати й інтегрувати у спеціалізовані «сміттєзбиральні супутники», це може стати проривом у зусиллях з очищення орбіти.

Результати дослідження опубліковані 20 серпня 2025 року в журналі Scientific Reports.