Центр Келдыша разработал высокомощные плазменные двигатели для Марса и дальних планет

Инженеры выполняли работы по созданию двигателей в сотрудничестве с коллегами из Троицкого института инновационных и термоядерных исследований. Заказчиком выступил Росатом. Двигатели будут использоваться в транспортно-энергетических модулях, предназначенных для межпланетных путешествий — полетов к Луне, Марсу и в дальний космос.

Первый двигатель — это КМ-50М на эффекте Холла. При его разработке инженеры применили технологию магнитного экранирования — благодаря этому рабочий ресурс составляет свыше 20000 часов. КМ-50М работает на ксеноне и криптоне — инертных газах, которые идеальны для долгого хранения и использования в космосе.

Когда применили первый плазменный электроракетный двигатель

В Центре Келдыша отмечают рекордные характеристики двигателя: мощность КМ-50М составляет 50 кВт; на ксеноне его тяга достигает 1,5 Н, удельный импульс — 3800 с, а на криптоне тяга — 1,6 Н, удельный импульс — 4200 с. В Центре Келдыша уже провели его огневые испытания — в 2024 году. Двигатель прошел тесты в вакуумной камере, в том числе его испытали в составе модуля из четырех двигателей. Это подтвердило его готовность к применению в кластере.

Второй двигатель — ионный ИД-750. По словам разработчиков, он имеет еще более высокие характеристики. Его мощность составляет 80 кВт, а скорость истечения плазмы варьируется от 80 до 100 километров в секунду (зависит от рабочего тела). Рабочий ресурс двигателя — более 50000 часов. Таких характеристик удалось достичь за счет углерод-углеродных композитов в системе ускорения ионов. Разработка также прошла огневые тесты: ее испытали в составе модуля из трех двигателей в условиях, приближенных к космическим.

Для работы столь мощных плазменных двигателей нужен соответствующий источник энергии. Им выступает система, построенная на базе высокооборотной турбины. В ней ядерная тепловая энергия преобразуется в электрическую. Турбина вращается с частотой 60000 оборотов в минуту, а температура газа на входе поднимается до 1200 К. Так компактный реактор выдает мощность, необходимую для плазменных двигателей.

«Созданные установки могут стать основой для межорбитальных транспортных систем будущего, — подчеркнул генеральный директор Центра Келдыша Владимир Кошлаков. — Мы рассматриваем их как ключевое решение для доставки грузов и экспедиций на орбиту Луны, к Марсу и даже к дальним планетам Солнечной системы. Россия традиционно остается лидером в области электроракетных технологий, и новые образцы подтверждают этот статус».

Ранее инженеры МАИ представили новую разработку — почти вечный двигатель — HT-1000, который работает на эффекте Холла. Каковы его характеристики — рассказывали здесь.