На прошлой неделе стало известно, что ученые из российского Троицкого института инновационных и термоядерных исследований разработали магнитоплазмодинамический двигатель, благодаря которому корабль способен достичь Марса в течение месяца. Пока предполагается, что путешествие на Красную планету займет от 6 до 9 месяцев.
Новый плазменный двигатель предназначен для ускорения ионов водорода, то есть заряженных атомов водорода, до скорости 100 км/с (360 000 км/ч) с помощью магнитных полей. Затем эти частицы выбрасываются в одном направлении, создавая тягу космического корабля. Об этом сообщает российское издание «Известия», которое побывало в институте и смогло осмотреть оборудование.
Преимуществом таких плазменных двигателей является высокая скорость, до которой можно разогнать частицы. Физический предел для обычных ракет, использующих горючее топливо для движения, составляет около 5000 м/с (18 000 км/ч).
Плазменное движение уже используется в космических полетах, например, в спутниках. Хотя этот тип привода обеспечивает постоянное ускорение, он не очень мощный. Причина в ограниченности доступной для приводов энергии — в случае спутников питание осуществляется от фотоэлектрических модулей или батарей. Российский двигатель будет работать на ядерном реакторе.
Плазменные двигатели по своей сути очень эффективны, поскольку практически не теряют энергию в виде тепла и могут почти полностью преобразовать ее в тягу. По словам исследователей, тяга нового двигателя должна составить 6 Ньютонов. Для сравнения: ракета Starship компании SpaceX во время запуска развивает тягу в 75 000 килоньютонов.
Однако в условиях космического вакуума такая большая тяга не нужна; гораздо важнее то, что ее можно применять непрерывно. Преодолев земное притяжение, космический корабль может постоянно ускоряться с помощью плазменного двигателя. Однако во время путешествия на Марс придется снова замедлиться, что потребует больших временных и межпланетных расчетов.
В целом ожидается, что путешествие на Марс займет от одного до двух месяцев — в зависимости от космического корабля и груза. Российские исследователи в своей лаборатории уже построили прототип мощностью 300 киловатт. Привод уже прошел несколько испытаний в системе диаметром 4 метра и длиной 14 метров.
«Уже доказана работоспособность двигателя — более 2400 часов, что достаточно для доставки на Марс», — говорит научный руководитель проекта Константин Гуторов.
Основной целью проекта на данный момент является демонстрация работы прототипа в импульсно-периодическом режиме. Ожидается, что готовая к полету версия двигателя будет завершена к 2030 году.
Однако ко всем этим заявлениям некоторые эксперты относятся со здоровой долей скептицизма. Во-первых, другие исследователи пока не смогли подтвердить работоспособность двигателя.
Во-вторых, чтобы двигатель действительно работал, его необходимо интегрировать в космический корабль. Помимо плазменного двигателя, космическому кораблю для выхода в космос также необходимы обычные тепловые или химические двигатели.
И в-третьих, привод предусматривает энергоснабжение с помощью ядерного реактора. Это еще больше усложняет конструкцию и создает совершенно новый риск безопасности — не только для астронавтов, но и в случае падения космического корабля на Землю.
Российские исследователи не единственные, кто работает над сокращенными полетами на Марс. НАСА инвестирует деньги в исследования так называемого двигателя PPR (Pulsed Plasma Rocket), который также направлен на то, чтобы сделать возможным путешествие на Марс за 2 месяца. Китай тоже строит ядерную двигательную установку, которая доставит космические корабли на Марс в рекордно короткие сроки —путешествие Земля-Марс-Земля должно быть возможным за 3 месяца.
