|
Новый литий-плазменный двигатель для Марса
|
|
|
|
Вы находитесь в четвёртой пилотируемой миссии на Марс, и вам говорят, что полёт на космическом корабле «Одиссей», предназначенном для этой цели, будет самым комфортным в вашей жизни. Он оснащён недавно разработанным электрическим двигателем, который находился на поздних стадиях испытаний во время первых трёх миссий. Миссия начинается, и космический корабль движется очень медленно, и вы задаетесь вопросом, не сломался ли он. Проходит неделя, и вы уже движетесь со скоростью более 400 000 километров (250 000 миль) в час, и вас поражает, как быстро вы движетесь, как быстро это произошло, и что эта миссия может оказаться ещё более впечатляющей, чем вы думали.
|
|
|
|
Этот сценарий вполне может произойти как минимум через десять лет, но это не останавливает талантливых специалистов НАСА от создания и тестирования двигательных установок следующего поколения, предназначенных для того, чтобы однажды доставить людей на Марс и отправить космические корабли через Солнечную систему. Это связано с тем, что инженеры НАСА недавно протестировали систему электрической двигательной установки нового поколения, которая установила новые рекорды, используя в качестве топлива пары металлического лития, и потенциально может стать революционным решением в области двигательных установок для будущего освоения космоса.
|
|
|
|
В ходе испытаний был успешно установлен новый рекорд в Соединенных Штатах — 120 киловатт мощности, что, по оценкам, в 25 раз больше, чем у космического аппарата НАСА «Психея», который в настоящее время находится на пути к астероиду 16 «Психея» и оснащен самыми мощными электрическими двигателями из когда-либо созданных.
|
|
|
|
|
|
|
В настоящее время «Психея» движется со скоростью приблизительно 135 000 км/ч (84 000 миль/ч), а ее максимальная скорость ближе к концу полета к астероиду 16 «Психея», по оценкам, составит 200 000 км/ч (124 000 миль/ч). Помимо скорости, которая постепенно увеличивается во время непрерывной работы двигателей, электрические двигательные установки позволяют значительно экономить топливо — до 90% — по сравнению с химическими ракетами, используемыми в настоящее время.
|
|
|
|
«Разработка и создание этих двигателей в течение последних нескольких лет были долгим процессом подготовки к этому первому испытанию», — сказал Джеймс Полк, старший научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА. «Это огромный момент для нас, потому что мы не только показали, что двигатель работает, но и достигли целевых уровней мощности. И мы знаем, что у нас есть хорошая испытательная площадка для начала решения проблем масштабирования».
|
|
|
|
Хотя 120 киловатт — это новый рекорд, НАСА оценивает, что для будущей пилотируемой миссии на Марс потребуется от 2 до 4 мегаватт мощности, состоящей из нескольких двигателей и требующей более 23 000 часов (958 дней/2,6 года) работы. Для этого двигатели должны были бы выдерживать температуру более 2800°C (5000°F), чего они достигли во время испытаний.
|
|
|
|
Причина увеличения продолжительности работы заключается в расчетном времени всей пилотируемой миссии на Марс, которое, по оценкам, составляет приблизительно 2,6 года. Это связано с тем, что стартовое окно для полетов на Марс открывается только раз в два года из-за особенностей орбит обеих планет. Хотя ни одна миссия еще не возвращалась с Красной планеты, это же стартовое окно работает и для полетов с Марса на Землю. При запуске в это окно роботизированным космическим аппаратам традиционно требуется приблизительно 6–7 месяцев, чтобы достичь Марса.
|
|
|
|
Однако для пилотируемой миссии потребуется гораздо больший космический аппарат, чтобы разместить астронавтов, продукты питания, топливо, воду и другие необходимые для миссии предметы. Для миссии, рассчитанной примерно на 2,6 года, это будет означать приблизительно 6–9 месяцев в пути к Марсу, затем около 18 месяцев на поверхности Марса до открытия следующего стартового окна, а затем еще приблизительно 6–9 месяцев обратно на Землю. Однако значительно меньшее количество топлива из-за электрической двигательной установки потенциально может изменить эти сроки.
|
|
|
|
Источник
|
