Российский плазменный двигатель достигнет Марса за 30 дней – Сокращение времени космических путешествий
Учёные Росатома представили плазменный электрический ракетный двигатель, который, по их заявлению, способен доставить космический корабль на Марс всего за один-два месяца. Этот двигатель использует водород, разгоняя заряженные частицы — электроны и протоны — до впечатляющей скорости 100 км/с.
Как сообщает газета «Известия», в отличие от традиционных ракетных двигателей, работающих на сгорании топлива, эта инновационная двигательная установка использует магнитный плазменный ускоритель и обещает значительно сократить время межпланетных перелётов.
«Плазменный ракетный двигатель — это разновидность электрического двигателя. В его основе лежат два электрода. Между ними пропускаются заряженные частицы, при этом на электроды подаётся высокое напряжение. В результате ток создаёт магнитное поле, которое выталкивает частицы из двигателя. Таким образом, плазма получает направленное движение и создает тягу», — рассказал Егор Бирюлин, младший научный сотрудник научного института Росатома в Троицке.
Читайте: Китайские учёные раскрыли секрет тепловых двигателей с макс. мощностью и эффективностью
Плазменная тяга обеспечивает беспрецедентные скорости
При таком подходе в качестве топлива используется водород, а двигатель разгоняет заряженные частицы — электроны и протоны — до скорости 100 км/с.
«В традиционных силовых установках максимальная скорость потока вещества составляет около 4,5 км/с, что обусловлено условиями сгорания топлива. В отличие от этого, в нашем двигателе рабочим телом являются заряженные частицы, которые ускоряются электромагнитным полем», — сообщил Алексей Воронов, первый заместитель генерального директора по науке Троицкого института.
Более быстрое путешествие на Марс не только повысит эффективность, но и минимизирует риски, связанные с длительным воздействием космической радиации на астронавтов. Лабораторный прототип двигателя уже разработан в Троицком институте Росатома.
Этот прототип будет подвергнут масштабным наземным испытаниям для отработки режимов работы и подготовки к созданию лётной модели, которая, как ожидается, будет готова к 2030 году.
«Двигатель работает в импульсно-периодическом режиме. Его мощность составляет около 300 кВт. Ранее был обоснован ресурс двигателя более 2400 часов, чего достаточно для транспортной операции на Марс», — сообщил Константин Гуторов, научный руководитель проекта.
Испытания плазменного двигателя
Для имитации условий космоса построен специализированный экспериментальный стенд. Эта камера диаметром 4 и длиной 14 метров оснащена современными датчиками, вакуумными насосными системами и механизмами отвода тепла.
В то время как первоначальный запуск на орбиту будет осуществляться с помощью традиционных химических ракет, плазменный двигатель будет активирован после того, как космический корабль достигнет заданной орбиты. Эта технология также может быть использована в космических буксирах для транспортировки грузов между планетами.
Конструкция двигателя включает два электрода с приложенным между ними высоким напряжением. Когда заряженные частицы проходят между электродами, создаётся магнитное поле, выталкивающее частицы из двигателя и генерирующее тягу.
«Ещё одно положительное свойство новой установки — в предложенном механизме плазму не нужно сильно нагревать. В результате детали и компоненты двигателя не испытывают температурных перегрузок, а электрическая энергия, используемая для его работы, практически полностью преобразуется в движение», — заключил Бирюлин.
С расчётной тягой примерно 6 Н, что является наивысшим показателем среди сопоставимых проектов, ожидается, что этот двигатель обеспечит плавные фазы ускорения и торможения во время межпланетных путешествий.
Будущее космической тяги
В области технологий космической тяги наблюдается ряд достижений. Недавно исследовательская группа из Италии сообщила, что работает над созданием системы космической тяги, которая будет использовать воду в качестве топлива.
Учёные также тестируют концепцию световых парусов, использующих давление лазеров или звёздного света для движения космических аппаратов. Однако следует отметить, что эти технологии ещё находятся на начальной стадии развития, и может потребоваться несколько десятков лет, прежде чем они смогут быть использованы в реальных миссиях.