Новая двигательная установка, разработанная российскими учёными, вызвала резонанс в космическом сообществе. По словам исследователей из Троицкого института (лаборатории Росатома), лабораторный образец магнитоплазменного двигателя может позволить совершать перелёты от Земли до Марса всего за один-два месяца — это существенный прорыв по сравнению с нынешними миссиями, которые длятся от шести до девяти месяцев.
Непрерывное ускорение, а не сгорание
В основе этой технологии лежит плазменная двигательная установка, которая отказывается от традиционного сжигания топлива. Вместо этого она использует электромагнитные поля для разгона ионов водорода — заряженных частиц, таких как протоны и электроны — до скорости 100 километров в секунду (около 360 000 км/ч). Для сравнения, большинство химических ракет достигают максимальной скорости около 4,5 км/с из-за ограничений горения топлива.
«Рабочим телом являются заряженные частицы, которые ускоряются электромагнитным полем. Это позволяет достичь гораздо более высоких скоростей», — сказал Алексей Воронов, первый заместитель генерального директора по науке в Троицком институте, в интервью газете «Известия».
Принцип работы
Такой двигатель работает на постоянной тяге. В отличие от современных ракет, которые обеспечивают первоначальный толчок, а затем летят по инерции, этот плазменный двигатель постоянно ускоряется. Это означает сокращение времени перелёта и меньшее время, проведённое в условиях космической радиации — серьёзная проблема для длительных пилотируемых миссий.
Прототип уже создан и проходит испытания
Исследователи построили испытательный образец и запускают его в массивной вакуумной камере — 4 метра в ширину и 14 метров в длину — которая имитирует условия космического пространства. Двигатель работает в импульсно-периодическом режиме на мощности 300 киловатт.
Текущая система показала срок службы 2400 часов, что достаточно для перелёта на Марс и обратно в соответствии с предложенным проектом. «Основная цель проекта — продемонстрировать работу прототипа в импульсно-периодическом режиме», — сказал Константин Гуторов, научный советник проекта.
Планируется, что готовая к космосу версия будет выпущена в 2030 году и не заменит традиционные ракеты-носители. Вместо этого она включится после того, как космический корабль достигнет орбиты, позволяя плазменному двигателю управлять полётом в межпланетном пространстве.
Водород: обильный, лёгкий и эффективный
Выбор водорода в качестве источника топлива не случаен. Это самый лёгкий и распространённый элемент во Вселенной, что позволяет добиться высокого ускорения при минимальном потреблении. Более того, конструкция не требует высоких температур плазмы, что снижает тепловую нагрузку на детали двигателя и увеличивает срок службы.
Тяга двигателя в 6 ньютонов может показаться небольшой, но это самый высокий показатель среди проектов по созданию двигателей на основе плазмы, которые в настоящее время находятся в разработке. Это связано с тем, что плазменные двигатели отдают приоритет эффективности, а не грубой силе, обменивая мощность на стабильное, долгосрочное ускорение и замедление — что необходимо для межпланетных полётов.
Сравнение с современными технологиями
Плазменные двигатели не новы. Российские плазменные двигатели уже используются в таких системах, как спутниковая группировка OneWeb и зонд NASA Psyche. Эти двигатели обычно достигают скорости истечения частиц от 10 до 50 км/с. Новый двигатель, как утверждается, удваивает этот диапазон, что ставит его далеко впереди современных технологий, если результаты могут быть независимо подтверждены.
«Эта разработка опережает своё время», — сказал Натан Эйсмонт из Российской академии наук, подчеркнув, что плазменные двигатели российского производства уже используются в международных миссиях.
Конечно, это не значит, что полёт на Марс не за горами. Система ещё не была рассмотрена в независимых научных журналах, а её интеграция в полноценную космическую миссию ещё не продемонстрирована. Но существование прототипа и текущие испытания свидетельствуют о реальном прогрессе, а не просто о теоретических предположениях.