Гидразин (N₂H₄) остаётся основным ракетным топливом для двигателей малой тяги (ДМТ) в течение уже 60 лет. Его показатели — удельный импульс 220–235 с, надёжность, хорошая изученность — делают его отраслевым стандартом. Однако гидразин чрезвычайно токсичен (класс 1B по IARC), крайне пожароопасен и требует сложнейших мер безопасности при заправке. Стоимость наземной инфраструктуры для работы с ним составляет существенную часть общего бюджета малых спутниковых миссий.
Почему N₂O
Закись азота обладает несколькими ключевыми свойствами, делающими её привлекательным ракетным окислителем. Во-первых, она безопасна: нетоксична, не воспламеняется при атмосферном давлении, не взрывается при ударе. Во-вторых, при температурах выше 650°C N₂O самопроизвольно разлагается с выделением тепла и кислорода, который служит окислителем для топлива. В-третьих, при комнатной температуре N₂O находится в жидком состоянии под давлением ~50 бар — удобно для хранения в баллоне без криогенного оборудования.
В монотопливных конфигурациях (только N₂O, без горючего) удельный импульс составляет около 167 с — ниже гидразина, но достаточно для ДМТ малых спутников. В двухкомпонентных системах с этиленом или пропаном удельный импульс достигает 280–310 с, что сопоставимо с гидразином/NTO.
Кто разрабатывает и каков статус
Bradford ECAPS (Швеция) совместно с ESA испытала N₂O/этиленовый двигатель тягой 1 Н в вакуумной камере — результаты подтвердили расчётные характеристики. Startup Dawn Aerospace (Нидерланды) летом 2024 года провёл суборбитальный испытательный полёт самолёта-ракеты с N₂O/пропановым двигателем. SpaceX рассматривает N₂O как резервный вариант для двигателей системы ориентации Starship следующих поколений.
«N₂O-топливо — не замена Merlin или Raptor. Это будущее микроспутников, где соображения безопасности при наземных операциях важнее максимального Isp» — инженер ESA Тим Корнер.
