Новий екобетон міцніший сталі і не боїться землетрусів
14 Жовтня , 2017
Космічний апарат Odyssey зробив свій перший за 16 років знімок Фобоса, супутника Марса
15 Жовтня , 2017

Іонний двигун NASA показав новий рекорд продуктивності

Новий іонний двигун X3, що розробляється Мічиганським університетом і ВПС США для аерокосмічного агентства NASA встановив новий рекорд ефективності. На тлі цих новин у деяких експертів загорілися очі, і всі вони як один припускають, що така технологія буде використовуватись для доставки людей на Марс.

Двигун X3 відноситься до так званого типу прискорювачів Холла. Для створення рухового імпульсу така установка створює спрямований потік іонів. Плазма, що генерується всередині спеціальної камери, викидається за межі корабля, і за словами NASA, дозволить надати космічному кораблю більший рівень прискорення в порівнянні з більш традиційними хімічними ракетними двигунами.

Найефективніші хімічні ракетні двигуни (ХРД) дозволяють розганяти космічний апарат до швидкості близько 5 кілометрів на секунду, в свою чергу, прискорювач Хола здатний надавати прискорення до 40 кілометрів на секунду. Така ефективність буде вкрай корисною для потенційно тривалих космічних польотів, як, наприклад, на Марс. І на думку людей, що займаються проектом іонного двигуна, завдяки цій технології протягом найближчих 20 років ми зможемо відкрити дорогу до пілотованих польотів до Червоної планети.

Вважається, що іонні двигуни можуть бути набагато ефективніші звичайних ХРД, а також економічніші, так як вимагають використання меншого обсягу палива для перевезення аналогічної кількості членів екіпажу і обладнання на далекі дистанції. Як прокоментував керівник проекту розробки іонного двигуна Алек Галлімор порталу Space.com, іонне прискорення здатне забезпечити до 10 разів більше покриття відстані при використанні однакового з ХРД об’єму палива.

Звичайно ж, крім іонних двигунів, є й інші види перспективних технологій, подальша розробка яких може вивести людство на новий рівень підкорення космічних відстаней. Мабуть, найголовнішим недоліком тих же традиційних ХРД є необхідність в доставці в космос величезної кількості хімічного палива, що, зрозуміло, і підвищує загальну масу космічного корабля. Додаткова маса вимагає додаткового палива, додаткове паливо підвищує масу, ну і так далі. Є варіант прямоточного прискорювача Буссарда, що є по суті термоядерним ракетним двигуном, що використовує водень космічного простору в якості палива. В теорії двигун здатний надавати прискорення практично до швидкості світла, але його вкрай низька ефективність через особливості самої конструкції космічного корабля поки залишає проект під дуже великим питанням.

Фанати наукової фантастики напевно з ентузіазмом запропонували б використовувати ідею, яка дозволить здійснювати космічні подорожі швидше швидкості світла – варп. Проте загальна теорія відносності говорить нам про те, що ніщо не здатне пересуватись швидше швидкості світла. Проте, якщо ми знайдемо спосіб якимось чином стискати і розширювати матерію простору-часу попереду і позаду нас, то в теорії ми дійсно зможемо рухатись швидше швидкості світла. Але поки сучасна наука солідарна з тим, що ми навіть близько не наблизились до подібних технологій.

Повернемось до іонних двигунів. Недавні випробування прискорювача X3 показали, що установка здатна працювати при потужності понад 100 кВт і генерувати 5,4 ньютони сили, що на даний момент стало найвищим показником ефективності для будь-якого іонного плазмового двигуна. Він також побив рекорд вихідної потужності і показників робочого струму. Подібний успіх змусив деяких припустити, що технологія протягом найближчих 20 років буде використовуватись для доставки людей на Марс. Але чи так усе чудово? Мабуть, лише частково.

У порівнянні з тими ж ХРД, іонні двигуни здатні створювати дуже малий обсяг прискорення. Іншими словами, щоб досягти того ж показника швидкості, що демонструє хімічний ракетний двигун, іонному потрібно набагато довше працювати. Це, в свою чергу, не дозволяє використовувати іонні двигуни, наприклад, в якості стартових, при запуску ракети з Землі.

Інженери роблять спроби вирішити ці проблеми з новим іонним двигуном X3, де замість одного каналу для викиду прискореної плазми пропонується використання відразу декількох. Поточним завданням проекту є розробка одночасно достатньо потужного і компактного двигуна. Справа в тому, що початковий прототип вийшов досить габаритним. У той час як більшість створених прискорювачів Холла можна вручну переносити по лабораторії, X3 доводиться пересувати за допомогою невеликого крану.

В 2018 році інженери збираються провести нову серію тестів і в кінцевому підсумку подивитись на роботу двигуна, який буде працювати протягом 100 годин без перерви. Інженери також ведуть розробку системи захисту, яка захистить стінки прискорювача від впливу розпеченої плазми, що дозволить двигуну працювати набагато довше, можливо, навіть протягом декількох років.

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: