Прорыв в области плазменных ракетных двигателей раскрыт: новый российский прототип нацелен на ускорение космических путешествий
Российские ученые представили прототип электрического плазменного ракетного двигателя, способного значительно увеличить тягу и эффективность.
Прорыв в области двигателестроения, осуществленный исследователями из российской государственной корпорации по атомной энергии «Росатом», знаменует собой последний этап в попытке Москвы достичь технологического мастерства в области ядерных и космических технологий в условиях растущей международной напряженности.
Как сообщается в релизе Росатома, новый прототип плазменного двигателя, созданный на основе магнитного ускорителя плазмы, способен развивать тягу в 6 Ньютонов.
Путешествие на Марс менее чем за 60 дней
«В настоящее время полет на Марс с использованием традиционных двигателей может занять почти год в одну сторону, что опасно для космонавтов из-за космической радиации и радиационного облучения», — сказал Алексей Воронов, первый заместитель генерального директора по науке НИИ Росатома в Троицке.
По словам Воронова, при использовании плазменных двигателей время, необходимое для такой космической миссии, может быть сокращено до одного-двух месяцев, «то есть можно будет отправлять космонавта на Марс и обратно».
Разработка прототипа — ключевой этап в развитии двигательной науки Росатома, которая входит в планы России по развитию ядерной науки, техники и технологий в целом.
Начиная с 2025 года, в основе этого национального начинания лежат цели Москвы по достижению технологического лидерства в рамках программы «Новые ядерные и энергетические технологии».
«Создание прототипа — один из важнейших этапов проекта, поскольку от него зависит, будет ли такой двигатель пригоден для космических „ядерных буксиров“ в будущем и удастся ли снизить затраты на их производство в целом», — говорится в заявлении Воронова.
Плазменный двигатель работает за счет последовательной генерации импульсов, средняя мощность которых достигает 300 кВт, что значительно превосходит возможности традиционных химических двигательных установок.
Помимо того, что плазменный прототип позволяет достигать скоростей, недоступных традиционным ракетам, он также значительно снижает расход топлива, по крайней мере, в десять раз.
Плазменные ракетные двигатели и будущее космических путешествий
Одним из самых многообещающих аспектов новой плазменной двигательной установки является ее потенциал для революционных полетов в дальний космос. Это первый важный шаг к оценке того, смогут ли подобные технологии способствовать созданию «ядерных буксиров» — мощных, но экономичных космических транспортных средств, которые сделают длительные полеты более осуществимыми в ближайшие десятилетия.
В настоящее время на предприятии Росатома в Троицке строится масштабный экспериментальный стенд для будущих испытаний прототипа и сопутствующих технологий плазменных двигателей, которые разрабатывает агентство. Массивное сооружение представляет собой 14-метровую вакуумную камеру, имитирующую условия космического пространства.
Камера оснащена вакуумными насосами и системами теплоотвода, что позволит ученым оценить производительность и возможности плазменного двигателя в условиях, имитирующих космический полет.
Расширение роли Росатома в освоении космоса
Росатом также разрабатывает современные ядерные реакторы для питания будущих космических аппаратов и обеспечения энергией баз, которые будут использоваться экипажами на таких планетах, как Марс, и других исследовательских объектов, создаваемых за пределами Земли.
Центральное место в этих работах занимает Московское опытно-конструкторское бюро «Марс» (МОКБ «Марс»), которое специализируется на системах управления и навигации космических аппаратов и внесло значительный вклад в прошлые российские исследования космоса, включая разработку аппаратов серии «Арктика-М» и метеорологического спутника «Электро-Л».
Саровский институт Росатома и МОКБ «Марс» также сыграли важную роль в разработке космических телескопов российского производства. В прошлом году саровские ученые стали лауреатами премии Правительства РФ в области науки и техники за работу над рентгеновским телескопом-концентратором «Астрономический рентгеновский телескоп» (АРТ-XC) — одним из двух телескопов, которые в настоящее время находятся на борту космической обсерватории «Спектр-РГ».
Запущенный в 2019 году, рентгеновский телескоп ART-XC в настоящее время проводит обзор всего неба, который, как ожидается, позволит создать одну из самых полных карт Вселенной, когда-либо созданных в рентгеновском диапазоне.
Этот телескоп, запущенный в 2019 году, проводит всеракурсную съемку, которая позволит создать самую полную карту Вселенной в рентгеновском диапазоне. Среди других проектов Росатома — амбициозная система космической лазерной связи нового поколения, которая, по словам представителей агентства, будет передавать данные на расстояние до 45 000 км, обеспечивая быстрый и безопасный обмен информацией между Землей и низкоорбитальными спутниками.
Радиационная защита и технологические инновации
Наряду с разработками в области производства энергии для двигательной установки, ученые Росатома изучают последствия радиационного облучения человека во время пребывания в космосе. В настоящее время Институт физико-технических проблем
Параллельно с развитием двигательной установки и энергетики специалисты Росатома решают одну из самых серьезных проблем космических полетов человека — радиационное облучение, которое также может серьезно повлиять на электронику на борту космических аппаратов.
Как сообщается в заявлении Росатома, инженеры Института физико-технических проблем, ИФТП ОАО «Росатом», отдела автоматизированных систем управления технологическими процессами и электротехники разработали новый гамма-облучатель, способный имитировать воздействие космической радиации.
Технология может оказаться полезной для проверки устойчивости электронных систем космических аппаратов в экстремальных условиях космоса. Она опирается на возможности модуля «Матрешка», созданного инженерами Специализированного научно-исследовательского института приборостроения (ОАО «СНИИП»), который работает на борту Международной космической станции (МКС) уже почти два десятилетия.
Предоставляя важнейшие данные о радиационном облучении с помощью измерений распределения дозы по различным отсекам МКС, модуль «Матрешка» помогает обеспечить безопасность астронавтов при длительных полетах, которые часто требуются астронавтам, работающим на борту станции, которую НАСА выведет из эксплуатации в ближайшие годы.