Перспективная технология ионного двигателя

Перспективная технология ионного двигателя
Исследователи космоса 21 века нацелились послать спутники дальше внешних планет к далеким звездам. Но у гравитационного маневра не хватит силы для этого. Путешествие в открытый космос нуждается в двигателе, взятом из научной фантастики – ионном двигателе.


«Ионный двигатель похож на мини линейный ускоритель, разгоняете ионы сзади, корабль движется вперед», – говорит Кевин Грейзер (НАСА). У ионного двигателя очень слабая тяга, но он работает один раз в течение месяца и этого хватает, чтобы разгонять корабль все быстрее и быстрее. В ионном двигателе химическое топливо заменено на инертный газ ксенон, на ксенон воздействуют электрическим зарядом, то есть ионизируют. Электрическое поле разгоняет ионы, выталкивая их из задней части корабля, толкая его вперед.

Ионный двигатель принцип работы


Ионный двигатель не похож на обычный ракетный двигатель. Обычная ракета на химическом топливе действует как двуствольный двенадцати зарядный дробовик. «Этот дробовик химический ракетный двигатель, – объясняет Трэвис Тейлор. – Я сижу на детской коляске, итак вопрос, хватит ли тяги у дробовика, чтобы преодолеть трение между колесами и дорогой?»

Один выстрел переместил коляску на восемнадцать сантиметров, второй поддержал движение импульса. Но теперь заменим мощный дробовик оружием меньшей мощности. «Это ружье калибра 5,6 мм, оно несколько отличается от дробовика, – Трэвис Тейлор. – Дробовик стреляет мини зарядами с умеренной скоростью, а ружье стреляет маленькими зарядами с большей скоростью, оно больше похоже на ионный двигатель. Ружье переместило коляску меньше чем на три сантиметра, многократные выстрелы сместили чуть дальше. Если бы мы были в космосе, ружье действовало как ионный двигатель, оно медленно двигало бы нас вперед, пока мы постепенно не достигли высокой скорости».

Работа ионного двигателя


Ионный двигатель может перемещать ракету годами небольшими толчками в лишенном трения вакууме космоса. Эта технология покончит с массивными ракетными ускорителями космических спутников.

«Химическое топливо становится проблемой из-за своей неэффективности, оно много весит, нужно поднять и перенести такую большую массу, а это значит, что ракеты для запуска спутников должны быть более мощными и дорогими», – Алекс Филиппенко.

Легкий ионный двигатель уже прошел испытание в космосе. В конце девяностых годов он вывел в космос спутник Deep Space 1, а недавно вывел на орбиту японский спутник Хаябуса (Hayabusa) и помог ему приземлиться на астероид.

«Ионные двигатели изменят исследования глубокого космоса, потому что мы сможе отправится намного дальше без большого количества топлива, и мы сможем добраться туда, куда нам надо намного быстрее», – Лора Дэнли.

Ионные двигатели для космических аппаратов


Одно из мест, куда нам точно надо это наша соседняя планета Марс. Сейчас рекорд самого быстрого перелета от Земли до Марса за шесть месяцев принадлежит космическому зонду «Марс-экспресс» европейского космического агентства. Но ионный двигатель поможет побить этот рекорд. «С ионным двигателем спутник сможет долететь до Марса за пару недель», – Лора Дэнли.

Пара недель до Марса это только начало, следующий шаг это ускорение ионного двигателя в сто раз быстрее, чем сейчас. VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) электромагнитный плазменный ускоритель с изменяемым удельным импульсом. VASIMR это ионный двигатель с дополнительным генератором радиочастот и второй ступенью.

«Ключевой момент этого устройства это принцип работы по типу микроволновой печи, – Трэвис Тейлор. – Электромагнитная энергия микроволнового луча в печи разогревает пищу, а здесь у нас нагретая плазма выделяет массу энергии, а мощное магнитное поле берет эту плазму и выстреливает назад, придавая кораблю огромную скорость». Ионы могут нагреваться до полумиллиона градусов, этого достаточно, чтобы послать спутник за пределы нашей солнечной системы.
Если обзор по теме технология ионного двигателя, оказался вам полезен, возможно вас заинтересуют статьи схожей тематики из других разделов.
Просмотры: 139 /
Похожие публикации
Технологии телепортации. Возможна ли телепортация человека?
Технологии

Технологии телепортации. Возможна ли телепортация человека?

Опаздываете на встречу? Застряли в пробке? Научная фантастика решит ваши проблемы. Телепортируйтесь из точки А в точку Б… Но что же возникнет по ту сторону телепортационного луча? Вы сами или ваша
Возможна ли сверхсветовая скорость?
Космос

Возможна ли сверхсветовая скорость?

Ученые продолжают искать способ движения для переноса нас в глубины космоса. Но даже путешествие со скоростью света не заведет нас далеко. Даже со скоростью света путешествие в ближайшую галактику
Гравитационный маневр - методика ускорения космических аппаратов
Космос

Гравитационный маневр - методика ускорения космических аппаратов

«Огромная проблема космических спутников это достаточное количество топлива, чтобы добраться, куда им надо, – физик Трэвис Тейлор. – Во время полета сгорает много топлива, а если запустить
Путешествие к черной дыре
Космос

Путешествие к черной дыре

Черные дыры далеко от нас, но ученые уже размышляют о миссии к черной дыре. Путешествие в один конец к самому опасному месту во вселенной...
Сверхсветовая скорость - мечты и теории
Космос

Сверхсветовая скорость - мечты и теории

Не так уж сложно перемещаться в пределах солнечной системы. Несмотря на то, что расстояния здесь измеряются миллиардами километров, это можно назвать местными перелетами. Но межзвездное путешествие
Ионный двигатель - будущее космических технологий
Космос

Ионный двигатель - будущее космических технологий

Если бы настоящий астронавт хотел куда-нибудь попасть, то выбор у него был бы не велик. Большинство космических кораблей летают на жидком или твердом топливе. В «шатлах» используется реактивный