Іонні двигуни доправлять астронавтів до околиць Сонячної системи

Іонні двигуни, відомі також як двигуни Голла, насправді можуть видавати більшу потужність, ніж очікувалось. Наразі ці двигуни використовуються для регулювання орбіти супутників. Але, згідно з новим дослідженням, їхню потужність можна збільшити для швидких міжпланетних перельотів, наприклад, для місії з екіпажем на Марс або навіть далі, що раніше вважалося малоймовірним та навіть фантастичним.

Сучасні двигуни Голла працюють шляхом прискорення іонізованих частинок газу, наприклад, ксенону, за допомогою магнітного поля. Але через наднизьку потужність вони не можуть встановлюватись на великі космічні апарати чи навіть кораблі з астронавтами. Тому іонні двигуни інсталюють на невеликі зонди чи супутники, адже вони дуже економічні, а їхньої слабкої потужності цілком достатньо для маневрових операцій.

Неочікуване відкриття

Доцент аерокосмічної галузі в Мічиганському університеті Бенджамін Йорнс заявив, що знайшов спосіб значно посилити тягу іонного двигуна. Він та команда інженерів у сотню разів розігнали двигун Голла з ксеноновим двигуном і спробували охолодити його водою, щоб уникнути перегріву. Вони виявили, що рушій зміг підвищити потужність з 9 кВт до 37,5 кВт, при цьому його ККД залишився на рівні 49%.

Сподобався контент? Підписуйся на нашу спільноту і отримуй більше про космос Друковані журнали, події та спілкування у колі космічних ентузіастів Підписатися на спільноту

Команда пішла навіть далі. У наступному експерименті як паливо вони використали більш легкий благородний газ криптон. З ним вони змогли досягти потужності 45 кВт із навіть більшим ККД у 51%.

«Це неймовірний результат, бо вважалось, що криптон працює набагато гірше, ніж ксенон на двигунах Голла. Але наші досліди довели зовсім інше. Ми виявили, що насправді можемо покращити продуктивність криптону порівняно з ксеноном шляхом збільшення щільності струму двигуна», — заявила Ліан Су, аерокосмічна інженерка з Мічиганського університету.

Їхні висновки показують, що у майбутньому можна буде використовувати невеликі та потужні іонні двигуни для пілотованих космічних кораблів. За словами Йорнса, екіпажі могли б досягти Марса або навіть околиць Сонячної системи, використовуючи низку двигунів, які виробляють сумарну тягу приблизно в мегават. Але залишається одна перешкода: як охолоджувати такі двигуни у космосі — це набагато складніше, ніж на Землі.

Раніше ми повідомляли про те, що ядерна ракета від NASA і DARPA злетить у космос 2027 року.

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine