Учёные кратно повысили мощность ракетного двигателя на эффекте Холла. Шаг к переходу на новые принципы перемещения в космосе?

Практически под любой публикацией на канале о космических полётах возникает дискуссия о том, что существенный рывок в этом направлении можно осуществить только после перехода от жидкостных ракетных двигателей к двигателям на других принципах.

Кроме ядерных, часто упоминаются двигатели на эффекте Холла — разновидность электростатического ракетного двигателя, которые используются в качестве маневровых в современных спутниках.

Дело в том, что буквально ещё пару недель назад считалось, что через камеру такого двигателя можно пропустить совсем немного тока, что, в свою очередь, означает, что из единицы площади можно получить только ограниченное количество тяги.

Таким образом, чтобы использовать их на космических кораблях для межпланетных перелётов, они должны быть очень большими, что, в свою очередь, приводит нас к новому ограничению.

Свечение плазмы от двигателя H9 MUSCLE Hall во время испытания с использованием криптона в качестве рабочего тела. Credit: Plasmadynamic and Electric Propulsion Laboratory

Если кратко, то принцип работы двигателя на эффекте Холла таков: рабочее тело, обычно газ ксенон, движется через цилиндрический канал, где его ионы разгоняет мощное электростатическое поле, а специальная кольцевая камера воздействует на них магнитной силой, что и приводит к возникновению тяги. Однако слишком много рабочего тела такая система просто не способна «переварить».

Проблема, возможно, решена

Теперь же учёные из США утверждают, что даже небольшие двигатели Холла в состоянии генерировать существенную тягу и могут быть использованы для межпланетных перелётов.

Команда специалистов из университета Мичигана смогла заставить 9-киловаттный двигатель Холла работать при 45 кВт, сохранив при этом примерно 80% его эффективности. Таким образом, количество силы на единицу площади было увеличено почти в 10 раз.

При общей производительности нового двигателя на уровне 51% учёные достигли максимальной тяги 1,8 ньютонов, наравне с куда более крупным 100-киловаттным двигателем. Попутно была решена проблема его перегрева: в конструкцию добавлена система водного охлаждения, а вместо ксенона специалисты использовали более легкий газ криптон.

В общем, вполне вероятно, что мы являемся свидетелями начала существенного прорыва в космическом двигателестроении. Как считаете?

Подписывайтесь на канал, а также на канал в Telegram, ну и делитесь постом с друзьями, которым интересна эта тема.