Štutgarto universitete pasiūlytas oru maitinamas variklis labai žemai Žemės orbitai
Labai žema Žemės orbita, maždaug nuo 100 iki 450 kilometrų aukščio, laikoma patrauklia palydovams: iš jos galima gauti detalesnius vaizdus, ryšiui ir radarams reikia mažiau galios, o nebeveikiančius aparatus atmosfera ilgainiui pati nuleidžia žemyn.
Tačiau ta pati atmosfera stabdo ir veikiančius palydovus. Kad jie išliktų orbitoje, variklius tenka naudoti beveik nuolat, todėl reikia gabenti kuro atsargas, pavyzdžiui, ksenoną.
Francesco Romano iš Štutgarto universiteto savo disertacijoje pasiūlė šią problemą paversti sprendimu: naudoti aparatą stabdantį orą kaip kurą. Ši idėja priklauso atmosphere-breathing electric propulsion krypčiai, kai priekyje esantis įsiurbimo įtaisas surenka išretėjusias dujas, o variklis jų molekules paverčia plazma ir išmeta atgal.
Pasak aprašymo, tokiam sprendimui trukdo du pagrindiniai veiksniai. Pirmasis – atomarinis deguonis, susidarantis ultravioletinei spinduliuotei skaidant O2 molekules. Ši forma ardo elektrodus, greitinančias groteles ir ypač katodus. Antrasis – kintantis atmosferos tankis, kuris priklauso nuo paros meto, platumos ir Saulės aktyvumo.
Romano pasiūlė bekontaktį aukšto dažnio helikono variklį be neutralizatoriaus. Solenoido magnetinis laukas išstumia kvazineutralią srovę, kurioje teigiamų ir neigiamų dalelių yra po lygiai, todėl papildomai kompensuoti krūvio nereikia.
Variklyje panaudota iš medicinos pasiskolinta antenos konstrukcija, panaši į naudojamą MRT įrangoje. Teigiama, kad ji į variklį perduoda 99 proc. tiekiamos galios.
Buvo išbandyti trys įsiurbimo įtaisų variantai. Geriausiai pasirodė veidrodinis variantas – parabolinis veidrodis su grafito arba silicio dioksido danga. Jis surinko 94,3 proc. dalelių, o pakreipus 15 laipsnių kampu efektyvumas sumažėjo tik 8 proc.
Vakuuminėje kameroje, kur buvo atkurtas tokiame aukštyje esančios atmosferos dujų mišinys, variklis išlaikė stabilią plazmą naudodamas 50-60 vatų galią. Pagal skaičiavimus, toks aparatas 190-250 kilometrų aukštyje galėtų veikti neribotą laiką, neviršydamas 1,6 kW galios. Taip pat nurodoma, kad virš Marso, kur atmosfera daugiausia sudaryta iš anglies dioksido, sistema galėtų veikti 120-160 kilometrų aukštyje.
