Ионные двигатели, известные также как двигатели Холла, действительно могут выдавать большую мощность, чем ожидалось. Сейчас такие двигатели используются для регулирования орбиты спутников. Но, согласно новому исследованию, их мощность можно увеличить для быстрых межпланетных перелетов, например, для миссии с экипажем на Марс или даже дальше, что раньше считалось маловероятным и даже фантастическим.
Современные двигатели Холла работают путем ускорения ионизированных частиц газа, например, ксенона, с помощью магнитного поля. Но из-за сверхнизкой мощности они не могут устанавливаться на большие космические аппараты или даже корабли с астронавтами. Поэтому ионные двигатели инсталлируют на небольшие зонды или спутники, ведь они очень экономичны, а их слабой мощности вполне достаточно для маневровых операций.
Неожиданное открытие
Доцент аэрокосмической отрасли в Мичиганском университете Бенджамин Йорнс заявил, что нашел способ значительно усилить тягу ионного двигателя. Он и команда инженеров в сотню раз разогнали двигатель Холла с ксеноновым двигателем и попытались охладить его водой во избежание перегрева. Они обнаружили, что двигатель смог повысить мощность с 9 кВт до 37,5 кВт, при этом его КПД остался на уровне 49%.
Команда пошла дальше. В следующем эксперименте они использовали более легкий благородный газ криптон в качестве топлива. С ним они смогли достичь мощности 45 кВт с даже большим КПД в 51%.
«Это невероятный результат, потому что считалось, что криптон работает гораздо хуже, чем ксенон на двигателях Холла. Но наши опыты доказали совсем другое. Мы обнаружили, что действительно можем улучшить производительность криптона по сравнению с ксеноном путем увеличения плотности тока», — заявила Лиан Су, аэрокосмический инженер из Мичиганского университета.
Их выводы показывают, что в будущем можно использовать небольшие и мощные ионные двигатели для пилотируемых космических кораблей. По словам Йорнса, экипажи могли бы достичь Марса или даже окрестностей Солнечной системы, используя ряд двигателей, производящих суммарную тягу примерно в мегаватт. Но остается одно препятствие: как охлаждать такие двигатели в космосе — это гораздо сложнее, чем на Земле.
Ранее мы сообщали о том, что ядерная ракета NASA и DARPA взлетит в космос в 2027 году.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
