Путь к Марсу открыт: Ученые испытали плазменные двигатели для полетов в дальний космос

В Центре Келдыша успешно завершились испытания двух плазменных двигателей высокой мощности. И это событие трудно переоценить. Оба не имеют аналогов в мире. Работают на ксеноне и криптоне — инертных газах, которые идеальны для долгого хранения и использования в космосе.

— Созданные установки могут стать основой для межорбитальных транспортных систем будущего, — убежден генеральный директор Центра Келдыша Владимир Кошлаков. — Мы рассматриваем их как ключевое решение для доставки грузов и экспедиций на орбиту Луны, к Марсу и даже к дальним планетам Солнечной системы.

Первый образец — холловский двигатель КМ-50М: ионы ускоряются магнитным полем, создавая тягу. Невероятно, но факт: современная технология магнитного экранирования обеспечивает ресурс его работы свыше 20 тысяч часов. Больше двух лет без остановки! Среди двигателей такого типа КМ-50М обладает рекордными характеристиками: при мощности 50 кВт на ксеноне тяга составляет 1,5 Н, удельный импульс 3800 с. На криптоне показатели даже выше — тяга 1,6 Н, удельный импульс 4200 с. В прошлом году двигатель прошел успешные огневые испытания в вакуумной камере Центра Келдыша. В том числе, рассказывают специалисты, в составе модуля из четырех двигателей, что стало важным подтверждением его готовности к кластерному применению.

Переход от химических двигателей к плазменным открывает совершенно новые горизонты в космосе.

Второй мотор ИД-750 еще более «могучий». Вот цифры: при мощности 80 кВт скорость истечения плазмы — от 80 до 100 километров в секунду, а расчетный ресурс благодаря применению углекомпозитов превышает 50 тысяч часов. Испытания модуля из трех таких двигателей доказали стабильность и надежность работы в условиях, максимально приближенных к космическим.

Понятно, что для работы таких плазменных двигателей требуется мощный и компактный источник энергии. И ученые уже добились серьезных результатов в создании системы преобразования энергии бортового ядерного реактора в электричество. В ее основе — высокооборотная турбина, способная работать в полном экстриме. Как подчеркивают инженеры, технологические решения позволяют относительно компактному реактору выдавать необходимую мощность для питания маршевых плазменных двигателей. А это «фундамент» при подготовке дальних звездных вояжей.

Что еще очень важно? Новые мощные моторы позволят значительно увеличить массу полезного груза, сократить сроки межпланетных перелетов и сделать возможной реализацию проектов по созданию орбитальных буксиров, добыче гелия-3 на Луне и развитию коммерческих направлений. Включая космический туризм. Так что переход от химических двигателей к плазменным открывает, без преувеличения, совершенно новые горизонты в космосе.

Преимущества плазменных двигателей перед другими:

Высокая эффективность: при одном и том же количестве топлива увеличение скорости.

Высокий удельный импульс: сокращение расхода топлива.

Отсутствие подвижных деталей: меньше поломок и дольше срок эксплуатации.

Возможность долго работать на малых мощностях: идеально для поддержания стабильной орбиты и корректировки курса.

Работа на разных рабочих телах.

Компактность и малая масса.

Отсутствие сжатых газов, токсичных, химически активных и пожароопасных веществ.

Текст: Н. Ячменникова

Источник

• Ключевые слова: плазменные двигатели,