Плазменный двигатель для межпланетного космического корабля

В рамках освоения Луны, Марса и других объектов межпланетного пространства перед российской космонавтикой была поставлена задача создания космических аппаратов, использующих качественно новые энергетические и двигательные установки. Об этом было заявлено еще в 2010 году президентом Медведевым, подтвердившим выделение 17 млрд. рублей на создание ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса.

плазменный ракетный двигатель

Работа поручена Исследовательскому Центру им. Келдыша, хотя фактически в создании столь масштабного проекта участвует множество предприятий и организаций. Работу предполагалось завершить в 2018 году, однако сроки скорее всего будут сдвинуты в связи с изменившейся внешнеполитической обстановкой. Работа над энергодвигательной установкой и транспортным модулем, на котором она будет установлена, идет своим чередом. Об этом можно судить по периодическим сообщениям касательно данного вопроса. В частности, с большой долей уверенности можно говорить о высокой степени готовности ядерного реактора, испытания основных компонентов которого прошли успешно.

Первое, о чем следует сказать, − что собой представляет данная система. Это объединение ядерного реактора с электрогенератором (предположительно турбинным) с электрическим ракетным двигателем. Плазменный двигатель, выбранный для данного проекта, разрабатывается параллельно с ядерной установкой, которая должна обеспечить его необходимой энергией. Проблема современной космической техники заключается в том, что применяемые химические ракетные двигатели практически невозможно дальше совершенстововать – они достигли своего предела. Но те показатели, которыми они обладают не годятся для пилотируемых межпланетных полетов, поскольку их эффективность крайне низкая. Она оценивается несколькими параметрами, одним из которых является удельная тяга. Это важнейший параметр ракетного двигателя, который показывает отношение создаваемой двигателем тяги к расходу топлива. Это параметр экономичности двигателя, его эффективности. У лучших образцов современных химических двигателей он равен 450 с, что является очень малой величиной.

плазменный двигатель на межпланетном корабле

Следующим этапом ракетного двигателестроения инженеры видят электроракетные двигатели, которые имеют массу разновидностей. В целом их отличает от химических двигателей высокая экономичность, на порядки более высокая скорость истечения реактивной струи (удельный импульс). В частности, для самого лучшего ЖРД[i] скорость истечения составляет порядка 4,5 км/с (и это фактически предел), в то время, как для ЭРД[ii] эта величина может достигать десятков и даже сотен тысяч км/c. Проблемой электрических двигателей является малое значение тяги (еще один важный параметр). Для взлета с поверхности Земли, ЖРД пока альтернативы нет (тяга в сотни тонн), в то время, как для ЭРД достижением является даже тяга в несколько кг. Это значит, что разгон будет осуществляться медленно, но учитывая экономичность двигателя и его высокую скорость истечения, в результате он способен развивать в десятки раз большую скорость на длинные дистанции, а также обеспечит значительно больший процент полезной нагрузки. Выбранный для российского проекта плазменный двигатель, позволит, в частности, развить в 20 раз большую скорость, чем это сделал бы ЖРД. В результате полет на Марс будет занимать не 2 года, а чуть более месяца. Разница колоссальная.

В завершение следует сказать несколько слов о принципе действия плазменного ракетного двигателя. Он заключается в пропускании плазмы сквозь сверхпроводящие электромагниты, в результате чего и получается реактивная струя. Плазма формируется из подаваемого инертного газа (например, ксенона). Для получения тяги (хотя бы до 1 кгс или 10 Н) требуется двигатель, потребляющий мощность, измеряемую в мегаваттах. Проект такого двигателя в СССР существовал. Мощность подобного плазменного двигателя составляла 5 МВт при скорости истечения 1000 км/c. Какие параметры будет иметь создаваемый сейчас в России двигатель, скоро узнаем. Для него то и нужна ядерная энергетическая установка, вырабатывающая соответствующее количество энергии, поскольку никакие другие источники энергии в космосе подобного дать не могут.



[i] Жидкостный ракетный двигатель

[ii] Электрический ракетный двигатель

Американская Статуя Свободы – богиня Геката

Аномальна зона в Афганистане

Священная гора Улуру

“Благословенные люди”

Плоды хлебного дерева

Одним из самых удивительных деревьев на планете является хлебное дерево Артокарпус – в полном смысле слова природный магазин. Плоды хлебного ...


Озеро Селигер. Селигерское Несси

Озеро Селигер — это система озер ледникового происхождения в Тверской и Новгородской областях России. Свидетели утверждают, что в системе озер Селигер живет ...


Геодезия в строительстве

Представить отечественную строительную индустрию без геодезических компаний практически невозможно. Обусловлено это в первую очередь тем, что геодезические компании выполняют ...


Ракетный комплекс С-500

Секретные элементы подготовки личного состава в учебном центре зенитно-ракетных войск военно-космической академии имени Можайского раскрыли для журналистов. Военные впервые показали, ...


Самые красивые места Японии

Самые красивые города Японии сверкают всеми возможными красками и оттенками великолепных садов, парков и пляжей. Одним из самых востребованных среди ...


Ракетоносец Ту-160 Белый лебедь

В планах Министерства обороны стоит восстановление производства стратегического бомбардировщика Ту-160. Речь идет не о восстановлении один в один, потому ...


Музеи Парижа

В Париже множество музеев, и это вполне объяснимо, ведь стране с такой богатой историей и культурой как у Франции есть чем ...