Дорога на Марс відкрита? - Новий літієво-плазмовий двигун успішно пройшов ключові випробування

Інженери обіцяють, що люди все ж скоро полетять на Марс. Швидко доправити їх туди зможе новий двигун, який уже пройшов перші етапи тестування, - пише у своєму огляді кандидат технічних наук Олександр Бурлака за матеріалами phys.org, і продовжує. - Він (Двигун,- ПУ) працюватиме, прискорюючи іони перетвореного на плазму літію.

Електрична силова установка нового покоління

Ви берете участь у четвертій пілотованій місії на Марс, і вам кажуть, що космічний корабель Odyssey забезпечить найплавніший політ у вашому житті. Він оснащений нещодавно випробуваним двигуном на електричній тязі, який під час перших трьох місій перебував на завершальних етапах тестування.Місія розпочинається, корабель рухається з повзучою швидкістю, тож ви замислюєтеся, чи не зламався він. Минає тиждень, і ви рухаєтеся зі швидкістю понад 400 000 км (250 000 миль) на годину, вражені тим, як швидко ви рухаєтеся, як швидко це сталося і що ця місія може виявитися крутішою, ніж ви думали.Цей сценарій, швидше за все, реалізується щонайменше через десять років, але це не заважає талановитим фахівцям NASA розробляти та випробовувати двигуни нового покоління, призначені для того, щоб одного дня доправити людей на Марс і відправляти космічні апарати в різні куточки Сонячної системи. Річ у тім, що інженери NASA нещодавно випробували електричну силову установку нового покоління, яка встановила нові рекорди, використовуючи як паливо пари літію-металу, і яка має потенціал кардинально змінити ситуацію у сфері силових установок для майбутнього космічних досліджень.

Новий рекорд потужності двигунів

Ці випробування стали значним досягненням, оскільки дозволили встановити новий рекорд у США — потужність 120 кВт, що, за оцінками, у 25 разів перевищує потужність космічного апарата NASA Psyche, який зараз прямує до астероїда 16 Психея й оснащений найпотужнішими електричними двигунами, які коли-небудь створювалися.Хоча зараз Psyche рухається зі швидкістю приблизно 135 000 км/год (84 000 миль/год), її максимальна швидкість наприкінці польоту до астероїда 16 Психея, за оцінками, становитиме 200 000 км/год (124 000 миль/год). Окрім швидкості, яка поступово наростає під час безперервної роботи двигунів, електричні рушійні системи дозволяють заощадити значну кількість палива — до 90 % — у порівнянні з хімічними ракетами, що використовуються зараз.«Розробка та виготовлення цих двигунів протягом останніх кількох років стали тривалим підготовчим етапом до цього першого випробування, — зазначив Джеймс Полк, старший науковий співробітник Лабораторії реактивного руху NASA. — Для нас це надзвичайно важлива подія, адже ми не лише продемонстрували працездатність двигуна, а й досягли запланованих рівнів потужності. І ми впевнені, що маємо надійний випробувальний стенд, щоб почати працювати над завданнями, пов’язаними з масштабуванням».

Зміна строків можливої майбутньої марсіанської місії

Хоча 120 кВт — це новий рекорд, NASA оцінює, що майбутня пілотована місія на Марс потребуватиме від 2 до 4 МВт потужності, що складатиметься з кількох двигунів і вимагатиме понад 23 000 годин (958 днів/2,6 року) роботи. Для цього двигуни повинні витримувати температуру понад 2800 °C (5000 °F), чого вони досягли під час випробувань.Причиною продовження терміну експлуатації є приблизний час тривалості повної пілотованої місії на Марс, який, за оцінками, становить близько 2,6 року. Це пов’язано з тим, що вікно для запуску до Марса відкривається лише раз на два роки через особливості орбітальних рухів обох планет. Хоча жодна місія ще не поверталася з Червоної планети, це саме вікно для запуску діє й у зворотному напрямку — з Марса на Землю. Зазвичай, якщо запуск відбувається в межах цього вікна, роботам-космічним апаратам потрібно приблизно 6–7 місяців, щоб дістатися до Марса.Однак для пілотованої місії знадобиться набагато більший космічний апарат, щоб вмістити астронавтів, їжу, паливо, воду та інші необхідні для місії речі. Для місії тривалістю приблизно 2,6 року це означатиме 6–9 місяців подорожі до Марса, потім десь 18 місяців на поверхні Марса до відкриття наступного вікна для запуску, а потім ще приблизно 6–9 місяців на зворотному шляху до Землі. Однак значно менший запас палива завдяки електричній системі рушійної установки може потенційно змінити ці терміни.