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

Исполины древнего мира

Загадки Стоунхенджа

Ломаная пирамида

Азовское море

Жемчужина Южнобережья

- Ялос! Ялос! – радостно закричали греческие моряки, когда после многодневного, утомительного, морского путешествия наконец-то увидели берег. Вот почему, когда греки ...


«Колоссы Мемнона»

На просторной равнине, раскинувшейся вокруг Фив, между Нилом и Долиной Царей, можно видеть остатки монументальной аллеи, которая вела к храму Аменофиса III. Храм, к сожалению, исчез, ...


Лёд в полярных шапках Марса

Полярные зоны представляют собой многослойные ледовые структуры, которые продолжают трансформироваться и в настоящее время. В особенности это относится к эоловым ...


Австралийские достопримечательности

Австралия – государство, расположенное в Южном полушарии на одноименном материке, объединяющее 6 штатов, 2 внутренних и 7 внешних территорий. Туризм ...


Производство МиГ - 31

По данным комитета по обороне, проводящаяся в настоящее время программа модернизации истребителей-перехватчиков МиГ-31 до версии МиГ-31БМ, не позволит повысить эффективность прикрытия ...


Гетман Мазепа - печальный итог

Еще одну загадку гетман Мазепа оставил уже после своего земного пути. В послевоенной Бразилии встретились два беженца из Украины. ...


Древний Иерихон

Знаменитый по Библейскому повествованию город Иерихон, расположенный в 22 километрах к северо-востоку от Иерусалима, является одним из древнейших городов на Земле. ...