Инженер Франческо Романо разработал двигатель для спутников, который использует разреженные атмосферные газы в качестве топлива. Лабораторные испытания и расчёты показали перспективность технологии, однако её работа в реальной космической миссии пока не подтверждена.
Система предназначена для эксплуатации на очень низких околоземных орбитах высотой примерно от 100 до 450 км. На таких расстояниях камеры получают более чёткие изображения, а радиолокационным и коммуникационным аппаратам требуется меньше энергии. Кроме того, атмосферное сопротивление помогает естественно сводить с орбиты неработающие спутники.
Одновременно сопротивление воздуха постоянно замедляет космический аппарат, поэтому ему необходима почти непрерывная тяга. Обычные двигатели используют запас топлива, например дорогостоящий ксенон. В рамках докторского исследования в Университете Штутгарта, опубликованного на платформе arXiv, Романо предложил забирать молекулы атмосферы перед спутником, превращать их в плазму и выбрасывать назад.
Такая технология относится к атмосферно-воздушной электрической тяге. Главной проблемой для неё становится атомарный кислород, образующийся под воздействием ультрафиолета при распаде молекул O2. Он ускоряет разрушение металлических электродов, сеток и катодов, включая элементы, которые нейтрализуют заряд аппарата; без нейтрализации ионная тяга перестаёт работать. Дополнительные трудности связаны с изменением плотности атмосферы в зависимости от времени суток, широты и солнечной активности.
Для решения этих задач Романо объединил бесконтактный радиочастотный геликонный плазменный двигатель без нейтрализатора с усовершенствованным воздухозаборником. Исследователь сравнил три конструкции: усиленную воронку, диффузный воздухозаборник из покрытого титанового сплава и параболическое «зеркало» с графитовым или кремниево-диоксидным покрытием. Последняя схема показала лучший результат: она захватывала около 94,3% частиц атомарного кислорода, аргона или азота, а при наклоне на 15 градусов эффективность снижалась лишь на 8%.
В двигателе использована антенна типа «птичья клетка», похожая на применяемые в магнитно-резонансной томографии. Она направляла внутрь установки 99% подводимой электрической мощности, а соленоид создавал магнитное поле и формировал квазинейтральную струю из положительных и отрицательных ионов. В вакуумной камере двигатель стабильно создавал плазму при радиочастотной мощности 50–60 Вт. Моделирование показало, что аппарат мог бы работать на высоте 190–250 км без ограничения по времени при мощности менее 1,6 кВт, а над Марсом — на высоте 120–160 км, используя атмосферу, состоящую преимущественно из углекислого газа. Об этом сообщило издание SciTechDaily со ссылкой на исследование Романо «RF Helicon Plasma Thruster for an Atmosphere-Breathing Electric Propulsion System (ABEP)», опубликованное 1 июля 2026 года.