Росатом объявил о разработке прототипа плазменного ракетного двигателя, способного значительно сократить время путешествия до Марса. Технологический прорыв может иметь важные стратегические последствия в гонке за освоение космоса.
В начале этого года российское атомное агентство Росатом представило прототип электрического плазменного ракетного двигателя на основе магнитного ускорителя. Установка, работающая в импульсном режиме, имеет среднюю мощность 300 кВт и по заявлению ученых, может позволить космическим аппаратам развивать более высокую скорость, по сравнению с традиционными ракетными двигателями.
Текущие межпланетные путешествия ограничены технологиями химических двигателей. Путь до Марса на космическом аппарате с двигателем на химическом топливе может занять около года, что подвергает экипажи воздействию высоких уровней космической радиации. В связи с этим, любая разработка в области технологий двигателей космических аппаратов является стратегически важным условием для дальнейшего развития отрасли.
Заместитель директора НИИ Росатома в Троицке Алексей Воронов утверждает, что новый плазменный двигатель может сократить путешествие до 30–60 дней, что существенно облегчит пилотируемые межпланетные миссии. По его словам, разработка функционального прототипа — это лишь первый шаг, за которым должна последовать оценка адаптируемости двигателя к космическим аппаратам и определение производственных затрат на рабочую модель.
Для оценки производительности двигателя создается крупномасштабный экспериментальный испытательный стенд. Он будет включать вакуумную камеру длиной 14 метров и диаметром 4 метра, имитирующую космические условия для проверки эффективности движения и технической осуществимости.
Поскольку Марс находится примерно в 56 миллионах километров от Земли, для 30-дневного путешествия потребуется средняя скорость 313 800 километров в час. Согласно предоставленной Росатомом информации, тяга двигателя составит около 6 ньютонов, со способностью разгонять частицы до скорости 100 км/с.
Плазма — одно из четырех основных состояний материи — наряду с твердыми телами, жидкостями и газом — в котором значительная часть заряженных частиц находится в виде ионов или электронов. Технология плазменного двигателя основана на ускорении частиц между двумя электродами под высоким напряжением. Взаимодействие между электрическим током и генерируемым магнитным полем выталкивает частицы из двигателя, обеспечивая непрерывную тягу. Однако этот тип двигателя не может использоваться для старта космического аппарата в земных условиях, а потому он будет по-прежнему зависеть от обычных систем запуска.
Что же касается разработок других стран, то по различным данным, остальные крупные игроки в отрасли, а именно NASA и Европейское космическое агентство (ESA), также активно инвестируют значительные средства в развитие технологий, направленных на сокращение продолжительности межпланетных миссий. Китай, являющийся амбициозным представителем космической отрасли, также ведет разработки в области плазменных двигателей, а первый прототип китайского двигателя сравним по характеристикам с российским. Росатом намерен завершить разработку рабочей модели к 2030 году, что укрепит стратегическое положение России в космическом секторе.