Разработка функциональных основ и концепции создания активных малых космических аппаратов с электрическими ракетными двигателями и средств их доставки на целевые орбиты. Этап 1.

Объект исследования: малые космические аппараты (МКА) и их двигательные установки (ДУ) на базе электроракетных двигателей (ЭРД) малой мощности - высокочастотных ионных (ВЧИД) и абляционных импульсных плазменных двигателей (АИПД). Цель: разработка научно-технических и схемных решений создания конструкции МКА различного назначения, в том числе на основе унифицированных космических платформ (УКП); создание научно-технического задела для создания ДУ на основе АИПД мощностью от 50 до 100 Вт и ВЧИД мощностью от 200 до 500 Вт, необходимых для управления орбитальным движением МКА различного назначения. Проведен анализ современной научно-технической, нормативной, методической литературы по проблеме создания УКП модульного принципа построения, позволяющей при минимальных экономических и временных затратах создавать высокоэффективные МКА различного целевого назначения. Выполнены патентные исследования по АИПД и ВЧИД. Определены и обоснованы направления выполняемых исследований и разработок. Обоснован облик низкоорбитальных активных МКА (АМКА) с электроракетной двигательной установкой (ЭРДУ), разгонного блока с ЭРДУ для решения задач довыведения МКА. Дан анализ принципов построения систем управления движением АМКА при работе на низких орбитах. Проведен анализ физических основ сопряжения и видов взаимодействия ЭРДУ на основе АИПД и ВЧИД с бортом МКА. Предложены методики расчета характеристик АИПД и ВЧИД, выполнены расчеты основных рабочих характеристик макетов АИПД и ВЧИД по разработанным методикам. Разработаны: физико-математические модели процессов в ионно-оптической системе и газоразрядной камере ВЧИД; стенд ИУ-2 дооснащен для проведения экспериментальных исследований макетов АИПД и ВЧИД; 3D-модели АИПД и ВЧИД. Проведены исследовательские испытания газоэлектрической развязки (ГЭР) макета ВЧИД малой мощности, и разработаны предложения по совершенствованию конструкции ГЭР для обеспечения устойчивой работы ВЧИД в широком диапазоне расходов, макета АИПД-350 по оценке влияния конфигурации токоподводов на удельные характеристики двигателя. Рассчитаны рабочие характеристики макета ВЧИД ММ, обеспечивающие реализацию различных режимов его функционирования. Проведены исследовательские испытания по определению зависимости цены ионизации ксенона в газоразрядной камере ВЧИД от потенциала ускоряющего электрода ионно-оптической системы двигателя. Выполнены исследовательские испытания макета АИПД-350 по оценке влияния конфигурации конденсаторного накопителя энергии на удельные характеристики двигателя. Определены параметры внешних воздействующих факторов, действующих на ДУ на базе АИПД (ВЧИД) на всех этапах эксплуатации в составе МКА. Произведены тепловые расчёты АИПД и ВЧИД.