NASA испытало электромагнитный двигатель на литии для полетов на Марс
24 февраля инженеры Лаборатории реактивного движения JPL в Южной Калифорнии протестировали магнитоплазмодинамический (МПД) двигатель. Он работает на парах лития. В будущем такая технология поможет доставить экипаж на Марс и отправить автоматические станции в разные точки Солнечной системы. Тесты прошли в Лаборатории электрических двигателей EPL — специализированном научно-исследовательском комплексе в составе JPL. Там находится вакуумная камера, где специалисты испытывают двигатели на парах металлов при мощности до нескольких мегаватт.
Главная проблема полета на Марс сегодня — это не радиация или еда, а масса топлива. Чтобы долететь на классических химических ракетах, нужно столько горючего и окислителя, что на сам экипаж и оборудование почти не остается места. По мнению разработчиков, МПД-двигатель решает эту дилемму: он превращает металл в реактивную струю с такой эффективностью, что путь до Красной планеты может стать не «билетом в один конец» с горой баков, а динамичной экспедицией с полезным грузом.
Такой двигатель расходует на 90% меньше рабочего тела, чем традиционные химические ракетные двигатели. Ученые исследуют эту технологию с 1960-х годов, однако мощные маршевые установки такого типа еще не применялись в дальних космических полетах. Механизм его работы отличается от современных установок. Внутри двигателя сильные электрические токи взаимодействуют с магнитным полем. За счет этого устройство электромагнитно ускоряет литиевую плазму и создает тягу.
Команда запускала двигатель пять раз. Во время работы центральный вольфрамовый катод нагрелся до 2800 градусов Цельсия, а внешний анод в форме сопла раскалился, и из него вырвался красный шлейф плазмы. Старший научный сотрудник лаборатории Джеймс Полк наблюдал за тестом через небольшое окно в 8-метровой вакуумной камере с водяным охлаждением. Ранее он готовил миссии Dawn и Deep Space 1, где инженеры впервые применили электрическую тягу за пределами земной орбиты.
В этот раз мощность двигателя достигла 120 киловатт. Это в 25 раз больше мощности установок на зонде «Психея» (Psyche), который сейчас использует самые мощные электроракетные двигатели среди всех космических аппаратов NASA. В вакууме двигатели «Психеи» выдают слабую, но постоянную тягу. Со временем они увеличат скорость станции почти на 55,6 километра в секунду (200000 километров в час).
Представители NASA отметили, что агентство впервые запустило электрическую силовую установку на такой мощности.
В ближайшие годы разработчики планируют увеличить мощность каждого двигателя до 500 киловатт или 1 мегаватта. Установка работает при высоких температурах, поэтому инженерам предстоит доказать, что узлы конструкции выдержат нагрев и смогут проработать весь назначенный ресурс.
Чтобы отправить людей на Марс, кораблю потребуется от 2 до 4 мегаватт энергии. Для этого понадобятся несколько магнитоплазмодинамических двигателей, которые будут непрерывно работать более 23000 часов. Если совместить их с ядерным реактором, масса ракеты на старте снизится, и она сможет взять на борт больше полезного груза.
Фото NASA/JPL-Caltech
Самое популярное
