Новая технология может повысить безопасность космических полетов и упростить управление двигателями

Космическая отрасль может получить новый тип ракетного топлива, который объединяет преимущества жидких и твердых горючих материалов. Исследователи из канадского Университета Конкордия разработали специальный керосиновый гель, способный сохранять стабильность при хранении и одновременно становиться достаточно текучим для подачи в двигатель. Разработка потенциально может найти применение в ракетных установках и двигательных системах спутников.

О результатах исследования, опубликованного в научном журнале Langmuir, сообщило издание Phys.org 31 октября 2026 года.

Почему космической отрасли понадобилось гелеобразное топливо

Одна из проблем традиционных жидких ракетных топлив связана с их поведением внутри баков. При маневрах и изменении положения космического аппарата жидкость перемещается, образуя колебания и неравномерно распределяясь в емкости. Это явление называют плесканием топлива (sloshing).

Подобные процессы способны влиять на устойчивость и ориентацию космического аппарата, усложнять управление им и создавать дополнительные нагрузки на систему стабилизации.

У твердых топлив есть свои ограничения, а обычные гелеобразные составы, несмотря на хорошую устойчивость при хранении, зачастую сложно перекачивать и распылять перед сгоранием.

Именно эту технологическую проблему попытались решить канадские специалисты. Их задача заключалась в создании материала, который в состоянии покоя ведет себя почти как мягкое твердое тело, но при механическом воздействии легко переходит в текучее состояние.
Из чего состоит новое топливо

Основой разработки стал обычный керосин. Чтобы превратить его в гель, ученые использовали лецитин — природное органическое вещество, известное также благодаря применению в пищевой промышленности, — и небольшое количество хлорида кальция (CaCl₂).

Добавки формируют внутри керосина своеобразную микроскопическую сетчатую структуру. Она удерживает топливо, не позволяя ему свободно перемещаться, и придает материалу вязкоупругие свойства. В результате получается прозрачный горючий гель, сочетающий характеристики жидкости и мягкого твердого тела.

Главная особенность разработки — способность менять вязкость в зависимости от внешних условий. Когда на материал воздействует механическая сила, его сопротивление течению резко снижается. В ходе экспериментов ученые установили, что при увеличении скорости сдвига с 1 до 100 с⁻¹ вязкость уменьшается примерно в 100 раз.

Для ракетной техники это принципиально важно. Внутри топливного бака гель сохраняет относительно стабильную структуру, а при прохождении через насосы и топливные магистрали становится значительно более текучим. Это облегчает его подачу и последующее распыление в камере сгорания.

Температура и химические свойства тоже имеют значение

Исследователи обнаружили еще одну полезную особенность материала — чувствительность к нагреву. В зависимости от концентрации добавок переход от преимущественно упругого состояния к жидкоподобному происходит при температуре примерно 59–68 °C.

Кроме того, гелевая структура практически мгновенно разрушается при добавлении этанола. Это открывает дополнительные возможности для управления свойствами материала, хотя практическое применение такого механизма в двигательных установках еще предстоит изучить.

Отдельного внимания заслуживает стабильность при хранении. Образцы топлива более года находились в герметичных емкостях без видимого расслоения. Для космической отрасли это важный показатель: спутники могут годами работать на орбите, а топливная система должна сохранять работоспособность в течение всего срока эксплуатации аппарата.

Что это изменит в космонавтике

Потенциальные преимущества новой технологии выходят за рамки обычного хранения топлива. Уменьшение перемещения горючего внутри баков может упростить управление ориентацией спутников и снизить влияние динамических процессов на их движение.

Особенно перспективным направление выглядит для небольших космических аппаратов, которым приходится выполнять точные маневры при ограниченных размерах топливных баков и двигательных систем.

Однако говорить о скором появлении нового топлива на космических ракетах пока преждевременно. Работа канадских ученых посвящена прежде всего изучению физических и термических свойств материала. Испытания полноценной двигательной установки, подтверждающие эффективность геля в реальных условиях эксплуатации, еще необходимы.

Таким образом, исследование команды Университета Конкордия представляет собой важный шаг в развитии альтернативных ракетных топлив. Ученым удалось продемонстрировать, что керосин можно превратить в материал, который сочетает стабильность при хранении с возможностью управляемого изменения текучести. Если дальнейшие испытания подтвердят его практическую эффективность, гелеобразные топлива смогут занять свою нишу в двигательных системах будущих космических аппаратов.

Ранее журналисты сайта «Пронедра» писали, что кризис принес 56 млрд долларов – нефтяные гиганты заработали на поставках топлива