Новые разработки Центра Келдыша

В Центре Келдыша (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») получены новые научные результаты в области низкотемпературной плазмы электроракетных двигателей. Учитывая новизну и перспективы данных разработок, генеральный директор Центра Келдыша Владимир Кошлаков отметил: «Молодые специалисты Центра провели исследования, позволившие создать новые диагностические инструменты для исследования плазмы, получить интересные данные о процессах в полых катодах и продвинуться в понимании поведения электронов и методов моделирования холловских двигателей. Полученные результаты являются важным шагом на пути к созданию современной ракетно-космической техники».

Принципиально новая система диагностики плазменных струй:

Дмитрий Майстренко разработал усовершенствованную систему зондовой диагностики для исследования параметров струй низкотемпературной плазмы. Такие исследования имеют огромную актуальность для совершенствования конструкции электроракетных двигателей и разработки космических аппаратов.

В работе предложен принципиально новый апертурный зонд для измерения энергетического спектра ионов, а также зонд типа фильтра Вина для измерения доли двухзарядных ионов в плазме. Разработанные зонды способны работать в существенно расширенном рабочем диапазоне параметров плазмы при погрешности порядка 1%. Проведены как расчетные, так и экспериментальные исследования, подтвердившие преимущества новых диагностических инструментов.

Исследование уноса бария из катода:

Александра Фёдорова провела спектроскопическое исследование скорости уноса бария из эмиттера полого катода в зависимости от его температуры. Полые катоды практически во всех электроракетных двигателях используются как источник электронов и обеспечивают компенсацию заряда пучка. Эмиттеры таких катодов часто изготавливаются из пористого вольфрама, пропитанного солями бария.

В исследовании предложена методика оценки концентрации бария в плазме струи катода по интенсивности его спектральной линии. Полученные результаты показали, что при работе катода с включенным внешним накалом скорость уноса бария увеличивается на порядок. Этот результат имеет большое значение для прогнозирования ресурса полых катодов.

Новые данные о механизмах формирования турбулентного электронного тока:

Илья Данильченко выполнил расчётное исследование поведения функции распределения электронов в разрядном канале холловского двигателя. С помощью численного моделирования изучено поведение электронов в катодной области двигателя.

В ходе исследования показаны различные механизмы формирования турбулентного электронного тока, что позволит создавать более точные численные модели холловских двигателей.

Повышение эффективности численного моделирования холловских двигателей:

Николай Чусовитин провёл исследование по выбору метода решения уравнения Пуассона для осесимметричной PIC-модели холловского двигателя.

Была исследована скорость и эффективность работы различных методов решения уравнения Пуассона на многопроцессорном кластере. Полученные результаты позволяют более эффективно проводить численное моделирование и выбирать наиболее подходящий метод решения для конкретных задач.

Результаты этих исследований были представлены международному научному сообществу на XL Фортовской международной конференции «Взаимодействие интенсивных потоков энергии с веществом» (ELBRUS 2026), прошедшей с 1 по 6 марта 2026 года в селе Терскол. Конференция продолжила серию научных встреч по физике высоких плотностей энергии, начатую на I Всесоюзном совещании по уравнениям состояния в Терсколе в октябре 1978 года.