Американский инженер и публицист, основатель Марсианского общества Роберт Зубрин предложил идею дипольного двигателя для межпланетных и орбитальных космических аппаратов.
Подобно тому, как самолёты летают по воздуху, космические аппараты с дипольным двигателем в качестве рабочей среды используют плазменный ветер - поток заряженных частиц, состоящий в основном из электронов и протонов.
На космическом корабле устанавливаются два параллельных сетчатых «паруса», на которые подаётся постоянное напряжение от бортовой энергетической установки. Между «парусами» создаётся электрическое поле E, которое практически отсутствует за их пределами.
В электрическом поле свободные электроны ускоряются в одну сторону, а протоны - в противоположную. Разгоняясь в пространстве между сетками, протоны пролетают вторую сетку и выходят наружу, придавая космическому аппарату импульс движения (см. рис.). Набегающие электроны в электрическом поле меняют направление своего движения, создавая противоположный импульс. Благодаря тому, что масса протона в 1842 раза превышает массу электрона, итоговый импульс оказывается некомпенсированным, то есть возникает результирующая тяга.
Эта же система в принципе может быть использована для генерации электрической энергии за счёт энергии движения космического аппарата на этапе его торможения. При этом на «паруса» нужно подать напряжение противоположной полярности.
Автор идеи провёл расчёты для спутника Земли, находящегося на высоте 400 км и движущегося со скоростью 7760 м/с. Чтобы обеспечить постоянную тягу 7,2 мН по направлению движения спутника, потребуются источник питания напряжением 64 В и мощностью 500 Вт и сетчатые «паруса» диаметром 80 м. Через такие паруса ежесекундно будут проходить ионы массой 0,0652 мг.
Автор идеи также просчитал варианты наклонного расположения «парусов» по отношению к направлениям движения аппарата и плазменного ветра. В таких случаях тяга возникает за счёт отклонения протонов и электронов от их исходной траектории.
___________________________________
Еще больше интересных материалов ищите на нашем портале Энерговектор.com или подписывайтесь на наш канал.
Портал Энерговектор - это всегда свежие новости, комментарии финансовых аналитиков, оперативные фото- и видеорепортажи. На портале также размещаются расширенные версии статей, публикуемых в газете Энерговектор, с дополнительными иллюстрациями и видеовставками. Мы придаём большое значение вопросам престижа энергетических профессий, развитию отечественного энергетического машиностроения и энергоинжиниринга, обмену опытом и новым «прорывным» технологиям.