Инновационный российский плазменный двигатель доставит до Марса за 60 дней

Ученые госкорпорации «Росатома» объявили о разработке прототипа ракетного двигателя, который в отличие от реакции горения использует инновационный магнитоплазменный ускоритель. Он разгонят заряженные частица до 100 км/с, что в 20 раз быстрее ускорения, которое дают лучшие химические двигатели, и способен существенно сократить длительность межпланетных перелетов, а также сделать их более безопасными для космонавтов. Испытания опытного образца двигателя намечены на 2030 год.

Плазменный ракетный двигатель — разновидность электромотора. Заряженные частицы проходят между двумя электродами, на которые подается высокое напряжение. В результате ток создает магнитное поле, выталкивающее частицы из двигателя. Так возникает направленное движение плазмы и тяга. В качестве топлива используется водород, а скорость заряженных частиц — электронов и протонов — достигает 100 км/с.

«В традиционных силовых агрегатах максимальная скорость истечения вещества — около 4,5 км/с, что обусловлено условиями горения топлива, — пояснил Алексей Воронов, замдиректора по науке Троицкого института. — В отличие от них, в нашем двигателе рабочее тело — это заряженные частицы, которые разгоняются электромагнитным полем. Это дает возможность достичь значительно более высоких скоростей».

Другое преимущество такой технологии в том, что плазма не требует высоких температур. Детали и узлы двигателя не испытывают перегрева, а электроэнергия, которая используется для работы, преобразуется в движение почти без остатка. Расчеты показали, что тяга плазменного двигателя составит примерно 6 ньютонов. Это рекорд для агрегатов такого типа. Предполагается, что он обеспечит гладкое ускорение и торможение во время межпланетных перелетов и позволит в разумные сроки путешествовать к границам Солнечной системы. Полеты к Марсу сократятся до одного-двух месяцев.

Лабораторный прототип плазменного двигателя уже собран усилиями специалистов Троицкого института инновационных и термоядерных исследований. Как пишут «Известия», он предназначен для наземных испытаний на стенде и тестирования разных режимов работы, прежде всего, в импульсно-периодическом.

Пригодный для космических полетов опытный образец должен появиться в 2030 году. Его выведут на орбиту на традиционных ракетах-носителях, а затем уже будут запущены плазменные установки. Как подсчитали ученые, при мощности около 300 кВт и ресурсе свыше 2400 часов работы он пригоден к полетам на Марс.

Специалисты NASA работают над инновационной системой автономной роботизированной сборки в космосе компонентов ядерной электродвигательной установки. Она должна упростить подготовку и, возможно, сократить продолжительность полетов на Марс.