Плазменная ракета может добраться до Марса за 39 дней
На модерации
Отложенный
В ракете VASIMR магнитные поля выбрасывают заряженную плазму из задней части двигателя, создавая импульс в противоположном направлении
Компания Ad Astra Rocket протестировала самую мощную на сегодняшний день плазменную ракету в мире. Компания объявила, что двигатель ракеты VASIMR VX-200 показал мощность в 201 киловатт в вакуумной испытательной камере, преодолев принципиальный рубеж в 200 киловатт на первом же запуске. Вовремя испытания также было отмечено, что уменьшенный прототип ракетного двигателя VASIMR демонстрируется на полной рабочей мощности.
«Это самая мощная плазменная ракета в мире на сегодняшний день», заявил Франклин Чанг-Диаз, бывший астронавт NASA и исполнительный директор Ad Astra Rocket Company. Компания подписала соглашение с NASA протестировать 200-киловаттный двигатель VASIMR на Международной космической станции в 2013 году. Двигатель способен давать станции периодические маневровые ускорения для поддержания необходимой высоты (орбита МКС постоянно снижается в силу сопротивления воздуха). Ускорение орбитальной станции в настоящее время обеспечивают космические аппараты с традиционными двигателями, которые потребляют около семи с половиной тонн горючего в год. Снизив с помощью VASIMR этот объём до 0.3 тонны, Чанг-Диаз заявил, что это сбережёт NASA многие миллионы долларов в год.
Но компания Ad Astra имеет куда более амбициозные планы для своего двигателя – такие например, как высокоскоростная миссия на Марс. Десяти- и двадцати-мегаваттные двигатели VASIMR могут доставить человеческий экипаж на Марс всего за 39 дней, в то время, как традиционные ракеты потребуют для этого шесть и более месяцев.
Меньшее время путешествия означает, что астронавты будут меньше времени подвержены воздействию космической радиации, которая является серьёзной проблемой для марсианских миссий. VASIMR также может быть адаптирован для тяжёлой загрузки, характерной для роботехнических миссий, правда при этом он будет двигаться с меньшей скоростью, нежели с легковесным человеческим экипажем.
Чанг-Диаз работал над совершенствованием технологии VASIMR с 1979 года, ещё до того, как в 2005 году для дальнейшего развития проекта была основана компании Ad Astra. Данная технология использует радиоволны для нагрева таких газов, как водород, аргон, и неон, и создания горячей плазмы. Магнитные поля выбрасывают заряженную плазму из задней части двигателя, создавая импульс в противоположном направлении. Благодаря высокой скорости, которую позволяет развить такой принцип, двигатель VASIMR потребляет гораздо меньше топлива по сравнению с традиционными двигателями. В добавок к этому, VASIMR не имеет физических электродов, которые вступали бы в контакт с плазмой, что продлевает срок жизни конструкции и позволяет создавать более высокую плотность энергии по сравнению с другими двигателями.
Комментарии
VASIMR уже существует и испытан на вакуумном стенде с полной тягой. На 2015-й запланирована доставка двух VF-200 на МКС, где их будут использовать для коррекции орбиты и тем испытывать.
Главный вопрос - источник электроэнергии. С ядерным реактором в качестве источника электричества, показатели двигателя резко увеличиваются. У VASIMR потрясающе высокий КПД.
Ещё одним преимуществом этих двигателей, как ни странно, является не очень большая тяга при очень высоком удельном импульсе. Становится возможным в дальних рейсах держать постоянно включенные двигатели, создавая небольшую, но эффективную искуственную гравитацию, что значительно упрощает и улучшает бытовые условия экипажа.
В принципе, единственным конкурентом для VASIMR остаётся ядерный ракетный двигатель типа NERVA.
Их преимущества в полной мере сказываются при более дальних перелетах, например, к Марсу. На такой дистанции они позволяют развить скорость значительно большую, чем ракеты с ЖРД. Но возможны и комбинации. Например, атомный тепловой двигатель NERVA мог развить достаточно большую тягу. Если использовать ядерный реактор для обеспечения электроэнергией двигателей VASIR, то на первом и последнем участках полета можно было бы использовать этот реактор для теплового ракетного двигателя, задать кораблю изначально достаточно высокую скорость и потом плазменным движком только добавлять. Рассчеты показывают, что до Марса так можно добраться примерно за 4 недели.
В качестве основного (маршевого) двигателя ионный двигатель был впервые применён на космическом аппарате Deep Space 1. Следующими КА стали европейский лунный зонд Смарт-1 (запущен 28 сентября 2003 г.) и японский КА с неприличным названием Хаябуса (запущен к астероиду в мае 2003 г.). Межпланетная станция DAWN, которая примерно через год должна добраться до Цереры и Весты, шурует на 3 ионных движках NSTAR, таких же, как на Deep Space 1.
Европейцы запустили спутник GOCE на очень низкую орбиту, где аппарат тормозится трением о верхние слои атмосферы. Поддерживать скорость и высоту орбиты ему позволяет постоянно работающий ионник.
Франклин Чанг-Диаз рассказывает про VASIMR
Вряд ли можно поставить ядерный реактор в 600 МВт на Косм Корабль. А других источников такой мощности сейчас нет.
Но ЯР в 20 МВТ можно поставить (хотя и сложно) на межпланетный комплекс (МК), но лететь придётся 8 месяцев.
Если 20 МВт, то можно использовать для получения эл. энергии солнечные батареи (СБ).
Обратите внимание, испытания на МКС перенесены с 2013 на 2015 год.
Если например масса КК = 100 тонн, то масса топлива для Хим Двиг = 700 тонн. А для VASIMR масса топлива =28 тонн. То есть на орбиту НОО нужно вывести не 800 тонн ПН, а только 128 тонн, т.е. в 6 раз меньше.
Реально масса КК (для полёта к Марсу 4-х человек) с Солнечными Батареями (СБ) и эл.ракетными двигателями на НОО примерно = 370 тонн с рабочим телом аргон (по расчётам РКК "Энергия").
А если бы на химических двигателях, то масса была бы = 2960 тонн. Вот как такую массу выводить на НОО и нужно ли это?
Высадка на Марсе человека приобретает все более реальные очертания. У меня вопрос: а как вернуться обратно? Реально ли это? Прошу прощения, я гуманитарий...
В конце концов, зачем придираться к словам, если и так всё понятно, это же не кандидатская диссертация.