Ученые Росатома представили плазменный электрический ракетный двигатель, способный революционизировать межпланетные путешествия. По их словам, это изобретение позволит доставить космический корабль на Марс всего за один-два месяца, существенно сократив время полета по сравнению с обычными методами.
Двигатель на плазме: принципы функционирования и достоинства
Разработанный Росатомом двигатель отличается от традиционных ракетных двигателей, работающих на химическом топливе. В его основе лежит магнитный плазменный ускоритель: два электрода, между которыми под воздействием высокого напряжения движутся заряженные частицы — электроны и ионы. Поток создает мощное магнитное поле, выбрасывающее ионизированные частицы из камеры сгорания со значительной скоростью, обеспечивая непрерывную и эффективную тягу.
Эта технология отличается высокой энергоэффективностью. В отличие от химических двигателей, где большая часть энергии расходуется в виде тепла, плазменный двигатель преобразует почти всю электрическую энергию в энергию тяги. Это обеспечивает максимальную эффективность и увеличивает продолжительность полета.
Водород как топливо — это стратегическое решение. Этот лёгкий газ, которого во Вселенной много, отлично подходит для двигателей, так как ускоряет электроны и протоны до огромных скоростей – до 100 км/с (360 000 км/ч). Традиционные двигатели достигают скорости материального потока всего 4,5 км/с, что ограничено физикой горения. Такая разность производительности сокращает время в пути и открывает возможности для миссий за пределы Марса.
Плазменный двигатель производит непрерывную тягу, поэтому космический аппарат может постоянно разгоняться во время полёта. В отличие от химических двигателей, которые быстро расходуют топливо, плазма позволяет поддерживать постоянное ускорение для достижения высоких межпланетных скоростей в сжатые сроки.
Перспективы развития и внедрения
В Троицком институте создан опытный образец плазменного двигателя, разрабатываемого Росатомом. Модель мощностью 300 кВт функционирует в импульсно-периодическом режиме. Наземные испытания направлены на отработку характеристик и оценку надежности двигателя. Константин Гутов, научный руководитель проекта, заявил, что ресурс двигателя должен превышать 2400 часов, чего достаточно для полёта на Марс.
Инженеры создали специальный испытательный стенд для моделирования экстремальных условий космоса. Камера диаметром четыре метра и длиной четырнадцать метров оборудована датчиками, вакуумными насосами и устройствами тепловой откачки. Все это позволяет воспроизвести космическую среду для проверки прочности и эффективности двигателя в реальных условиях.
Во время полетов плазменный двигатель сначала выведут на орбиту с помощью химических ракет-носителей. После этого он будет двигать космический корабль к Марсу. Эта технология может революционизировать межпланетные перевозки грузов, оснастив ими космические буксиры, что сделает обмен между планетами более быстрым и эффективным, кроме пилотируемых путешествий.
Перспективная технология, но требует проверки
Несмотря на заявления Росатома о достигнутых результатах, следует проявлять осторожность. Полученные данные пока не опубликованы в научных журналах с рецензированием, что препятствует независимой проверке. Отсутствие подробных технических описаний затрудняет точную оценку возможности внедрения этих технологий.
Представление работы научному сообществу для оценки станет следующим шагом. Подтверждение заявленных характеристик позволит технологии стать важным поворотным пунктом в освоении космоса, сократив время полетов и проложив путь к более отдаленным миссиям Солнечной системы.