В конце октября директор NASA Джим Бранденштайн заметил, что электродвигатели для космических кораблей - шаг вперед, прорыв в будущее, самое новейшее, что может быть изобретено. За ними будущее и никаких других путей развития не предвидится. Весь Твиттер взорвался рассуждениями о прогрессивности американской космонавтики. И как серьезно они обогнали отсталых русских. В ответ инженер Глеб Паскевич объясняет (спец по аэрогидромеханике и процессам теплообмена летательных аппаратов), что Россия уже начала испытания электрореактивных двигателей с ядерной тягой. В то время как NASA только приступила к их разработке.
То, за что NASA "зацепилась" только сегодня, в СССР пошло в разработку в конце 60-х гг. прошлого века, когда первый ионный двигатель (один из подклассов электрореактивных) был использован в качестве маневрового на межпланетном спутнике "Зонд-2". Хоть миссия была и неудачна, двигатели признаны годными для эксплуатации.
Исследовательская станция с вышеописанными маневровыми двигателями. Фото из интернета
В чем же преимущество подобного двигателя
В обычных ракетных двигателей частицы отталкиваются от газа, образуемого при реакции горения. В то время как существуют еще ядерные и электрореактивные подклассы двигателей.
Ядерные дают прибавку всего в 2 раза больше химических. Электрореактивные увеличивают топливную эффективность в десятки раз.
Минусы электрореактивных двигателей:
Они потребляют огромное количество энергии и на сегодняшний момент не выдают огромной тяги.
Самая главная проблема в космосе - отвести излишнее тепло. На той же МКС помимо больших солнечных батарей - не менее крупные радиаторы.
МКС с солнечными панелями и перпендикулярными радиаторами. Фото из интернета
У электрореактивных выработка энергии гораздо больше. У нас разработаны уникальные капельные радиаторы (Свидетельство об изобретении SU 1449828 А1. Идея еще только воплощается в металле. Суть ее:
два лепестка - один по ходу движения корабля, второй - в корме;
пролетая это расстояние, капли излучают тепло и возвращаются уже холодными.
Покорение Марса. Взято из интернета
Ранее идея была слишком абстрактна и планеты особенно никому не нужны. Сейчас же государства озабочены возможной колонизацией, изучением. А для этого необходима энергоэффективная схема корабля. В первую очередь занята идеей покорения Марса Америка.
Для каких целей больше подходят эти двигатели
Подобная топливная эффективность открывает свободу маневра. В первую очередь - доставка грузов (у них маленькая тяга и они должны большую часть времени проводить в энергопоясах Земли). Для доставки людей надо увеличивать мощность. Этим занимается "Центр Келдыша". Американцы больше рассматривают как способ доставки грузов.
Так можно доставлять оборудование не только на Марс, но и луны Юпитера. Все, что недоступно для химических двигателей. Луны Юпитера, Сатурна интересны ресурсами, возможностью поиска форм жизни.
Россия больше заточена на добычу ресурсов на астероидах. Большая топливная эффективность - в помощь. Можно вылавливать, "парковать" астероиды на орбиту Земли и достаточно легко разбирать на составляющие.
"Парковка" астероидов на орбите Земли. Фото из интернета
Прагматический интерес - ресурсная гонка в космосе. Это новый виток колонизации.
Причем Россия работает над технологией достаточно давно. Новый виток начался в 10-х. "Центр Келдыша" смог довести реактор "до ума" и электрореактивные двигатели. Пока Россия на первых позициях, что позволяет надеяться на сохранение лидерства.
Немаловажно удержание позиций не только в космонавтике, но и вообще - в политике. Россия и Америка - страны-первооткрыватели. И идея "Фронтира" ни у нас, ни у них не останавливается.
Не отменяются и романтические цели.
Как обстоят дела с "воплощением в металл"
Со слов Глеба Паскевича, результаты "космической гонки" довольно оптимистичны. Американцы это только начинают, у нас же исследования ведутся полным ходом. Есть наработки реактора мегаваттного класса - это вообще что-то новое. Все выводимые в космос реакторы имели мощность максимум в пару киловатт. Здесь же - на 3 порядка мощнее. Уже готовится технологический макет КБ "Арсеналом". Прототип планируется вывести на орбиту в 2030 году.
Техразработка КБ Арсенал. Фото из интернета
Сложность заключается в недавних санкциях, направленных на оборонку, Роскосмос, Росатом, авиастроение и производство электроники. Зависимость "космоса" от импортных деталей - 20 %, что немало, оборонки же вообще 40 %. То есть свое отставание американцы компенсируют искусственной задержкой российского двигателестроения.
Источник
Journal information