Общество

12 апреля 2022, 13:44

Россия создает новые двигатели для перемещения в космосе

Фото: Роскосмос ТВ/YouTube

Какое место сегодня, спустя 61 год после запуска человека в космос, занимает Россия с точки зрения космических достижений? На фоне успехов Илона Маска может показаться, что уже не настолько значительное. Однако одна не замеченная новость последних дней доказывает обратное. О чем идет речь и какие преимущества это даст российским космическим спутникам?

Сухая новость звучит так – российские ученые намерены к 2024 году завершить разработку безэлектродных плазменных ракетных двигателей (БПРД) для освоения космического пространства. Разработками занимается сразу несколько исследовательских групп, среди которых ГНЦ РФ ТРИНИТИ, ГНЦ «Центр Келдыша» и НИЦ «Курчатовский институт». Предполагается создание ионных и плазменных двигателей разной мощности, вплоть до 100 киловатт.

Такие новости почему-то всегда проходят без внимания. Иное дело химические ракетные двигатели для ракет-носителей – грохот, мощь, считанные минуты работы на пути от Земли до космоса. А плазменные ракетные двигатели с их незначительной мощностью вообще не впечатляют. Да и вообще не совсем понятно, где они применяются и зачем?

Однако для современных космических аппаратов выход в открытый космос – только самое начало работы. Даже так, до «места работы» еще придется добираться – в современном мире для уменьшения расходов на запуск космические аппараты запускают пакетами, по несколько штук за один старт. Причем такие пакеты могут достигать нескольких десятков спутников.

Выводятся они при этом не в нужную точку, а на некую «среднюю» орбиту – иначе получается слишком много требуемых орбит. Поэтому каждый аппарат должен самостоятельно добраться до требуемой орбиты. И для этого как раз и нужны особые двигатели, эффективно и долго работающие в открытом космосе.

Химические двигатели для работы в космосе неоптимальны. Во-первых, они слишком быстро расходуют топливо, да и масса топлива и самого двигателя достаточно велика. Во-вторых, их общее время работы обычно не превышает десятков минут. Наконец, использование несимметричного диметилгидразина (гептила) рядом с нежной электроникой требует дополнительной защиты, а это снова увеличение размеров и массы.

Для работы на орбите большинство космических аппаратов использует электрические электростатические ракетные двигатели, ускорение частиц рабочего тела в которых осуществляется в электростатическом поле.

Разберемся по порядку. Ракетными двигателями называются все реактивные двигатели, которые не используют ни энергию, ни рабочее тело из окружающей среды. А электрический ракетный двигатель – это двигатель, принцип работы которого основан на преобразовании электрической энергии в направленную кинетическую энергию частиц. Ну и частным случаем электрических двигателей являются электростатические двигатели.

Их основной принцип работы в создании электростатического поля, которое и ускоряет движение частиц рабочего тела, создавая кинетическую энергию. Есть два основных вида таких двигателя – ионные и плазменные. Оба двигателя схожи по принципу работы – они используют рабочее тело (как правило, на основе ксенона), частицы которого разгоняются электрическим полем или в квазинейтральной плазме. Частицы ксенона при этом набирают очень высокий удельный импульс – до нескольких десятков километров в секунду.

В чем особенность таких двигателей – они очень экономно расходуют рабочее тело. Их масса вместе с запасом рабочего тела составляет от 300 граммов до нескольких килограммов. При этом они могут работать сотни и тысячи часов, в отличие от химических двигателей.

Да, при этом у них очень небольшая тяга, и на Земле такой двигатель просто нельзя было бы использовать. Но в космосе, когда не требуется быстрое ускорение, электростатические двигатели очень удобны. С их помощью можно достичь нужной орбиты, обеспечить точное позиционирование или даже набрать скорость для дальних межпланетных миссий.

С межпланетными полетами лучше справляются ионные двигатели, у них гораздо выше удельный импульс. А плазменные двигатели отлично работают на космических аппаратах на орбите Земли. К слову, все спутники OneWeb используют плазменные двигатели производства ОКБ «Факел» – спутники выводятся пакетом, а чтобы занять свое место на орбите, им требуется использовать как раз подобные двигатели.

Если плазменные двигатели уже работают и используются – зачем тогда создавать новые? Все дело в том, что технология электростатических ракетных двигателей постоянно совершенствуется. Двигатели создаются все более мощные, ведется работа над увеличением КПД, временем безаварийной работы, которое удалось поднять до нескольких тысяч часов.

Создание же мощных двигателей позволит обеспечить движение космических аппаратов и более эффективное изменение орбиты. Как говорит заместитель начальника комплекса НИЦ «Курчатовский институт» Сергей Коробцев: «Обеспечивая длительное крейсирование в околоземном пространстве, мощные БПРД позволят разработать космические системы связи и управления, сделают возможным перехват космического мусора и астероидов, позволят организовать транспортные потоки между космическими объектами».

В первую очередь это полезно для космических аппаратов двойного назначения. Работа спутников-инспекторов или спутников-перехватчиков может быть эффективной, только если космический аппарат обладает достаточными возможностями для смены орбиты, маневрирования в космосе и даже смены орбиты или сведения космического аппарата противника. Для таких аппаратов новые двигатели просто необходимы.

Отдельно можно вспомнить и российский проект межпланетного ядерного буксира «Зевс» с ЯЭДУ – ядерной энергодвигательной установкой мегаваттного класса. Если упрощать, то суть «Зевса» в наличии на борту ядерного реактора для выделения тепла, генераторов для превращения тепловой энергии в электрическую и большого количества электрических электростатических ракетных двигателей, которые и являются движителями в этой конструкции. От их мощности и удельного импульса и будет зависеть эффективность всей системы. А это возможность в будущем совершать многократные полеты с орбиты Земли на Луну и обратно, создание марсианских и других межпланетных миссий.

И это все обеспечивают те самые ионные и плазменные двигатели. Вот в итоге и получается, что за внешне незначительной новостью на самом деле стоят очень серьезные и нужные перспективы развития российской космонавтики. И что Россия не только самостоятельно создает и производит такие двигатели для космических аппаратов, но и постоянно усовершенствует их и во многом занимает лидерские позиции в мире.

Текст: Михаил Котов

Вам может быть интересно

ВС России уничтожили на херсонском направлении четыре склада снабжения ВСУ
Темы дня

В западном саммите по Украине немало полезного для России

Так называемая мирная конференция по Украине в Швейцарии изначально задумывалась как политический удар по России. Но ситуация на фронте расставила все по местам: саммит, на котором представитель Москвы присутствовать не будет, в итоге принесет пользу именно России.

Россия нанесла удар в Африке по военному престижу США

Американские военные покидают Нигер, их там заменят россияне. На этой неделе контингенты двух стран пересеклись на авиабазе США в Ниамее. Что стало причиной подобного развития событий, в чем заключается особенность американской авиабазы в Нигере и как подобное соседство россиян и американцев отразится на ситуации в этой африканской стране?

Боррель назвал условие капитуляции Украины

На Украине объяснили исчезновение главы Минобороны Умерова

Агроном рассказал, как дачникам спасти будущий урожай от заморозков

Новости

У Boeing возникли проблемы из-за ухода западных компаний из России

В числе компаний, которые прекратили работу в России, оказалась RTX, производящая терморегулирующее оборудование для Boeing 787 Dreamliner, из-за этого у Boeing возникли трудности, сообщают СМИ.

Telegraph узнала о «подробном плане» Трампа по завершению конфликта на Украине

Экс-президент США Дональд Трамп якобы разработал подробный план по мирному урегулированию украинского конфликта, но «не будет раскрывать его до выборов», сообщил источник.

В Аргентине опровергла обвинения испанского министра в адрес Милея

Канцелярия президента Аргентины выступила с резким осуждением слов министра транспорта Испании Оскара Пуэнте, заявившего о том, что лидер оппозиции Хавьер Милей якобы находится под воздействием «неких веществ».

Российская ПВО сбила ракеты ATACMS над Крымом

Средствами ПВО сбиты четыре оперативно-тактические ракеты ATACMS над Крымом, сообщило Минобороны России.

Тушение пожара на заводе Diehl в Берлине пришлось прервать

Поскольку возникла угроза того, что в стоки попадет загрязненная химикатами вода, пришлось прервать тушение пожара на заводе Diehl в Берлине, сообщил представитель пожарной службы Адриан Венцель.

Посол Антонов ответил на заявления Госдепа о кибератаках ГРУ на страны Европы

Посол России в США Анатолий Антонов прокомментировал утверждения Госдепа о том, что российское ГРУ якобы причастно к кибератакам против стран Европы.

Эксперт: Чубайс в Израиле стремится стать консультантом западных элит

Задачей экспертно-аналитического центра, который основал экс-глава «Роснано» Анатолий Чубайс в Израиле является подача западным правительствам, элитам и разведкам больше информации о реальном распределении сил в Росси, выразил мнение политолог и глава «Клуба регионов» Сергей Старовойтов.

Володин: Байден и Зеленский должны быть призваны в ряды ВСУ

ВСУ испытывают настолько острый недостаток в солдатах, что призывают в армию умственно отсталых и людей с психическими заболеваниями, поэтому президент США Джо Байден и украинский президент Владимир Зеленский по этим критериям должны поступить на службу в ВСУ, заявил спикер Госдумы Вячеслав Володин.

Арестованный в США россиянин Винник заключил сделку о признании вины

Арестованный в США россиянин Александр Винник заключил с американской прокуратурой сделку о признании вины по делу о создании биржи криптовалют BTC-e, сообщил его адвокат Аркадий Бух.

Завершен итоговый отчет по катастрофе Superjet 100 в Шереметьево в 2019 году

Межгосударственный авиационный комитет (МАК) завершил работу над итоговым отчетом о катастрофе Superjet 100 «Аэрофлота» в Шереметьево в 2019 году.

Цыгане Закарпатья заблокировали военкомат из-за мобилизации односельчанина

В Закарпатской области произошел конфликт между сотрудниками территориального центра комплектования (военкомата) и местными цыганами.

Захарова назвала слова Борреля о конфликте на Украине «формулой мира»

Официальный представитель МИД России Мария Захарова прокомментировала заявление главы дипломатической службы Евросоюза Жозепа Борреля о том, что без поставок Западом оружия конфликт на Украине завершится «за две недели».
Мнения

Игорь Переверзев: Зачем в Средней Азии любезно принимали Кэмерона

Эмиссары приезжают и уезжают. Встречают их в Средней Азии гостеприимно. Потому что в местных обычаях встречать гостеприимно даже врагов. Угрожать эмиссарам в действительности есть чем. Но без России региону не обойтись.

Сергей Худиев: Виктор Орбан провозгласил крах либеральной гегемонии

Любой глобальный проект через какое-то время начинает разваливаться. Оно и к лучшему – глобальной диктатуры нам еще не хватало. Мир суверенных наций, о котором говорит Орбан, определенно не будет раем – но он не будет и прогрессивно-либеральной антиутопией, которая даже на ранних стадиях выглядит довольно жутко.

Игорь Перминов: Почему болгар не любят в Евросоюзе

По числу сторонников России Болгария уступает разве что Сербии. При этом властные структуры, захваченные несколькими партиями евроатлантической направленности, регулярно отмечаются злобными выпадами против Российской Федерации.
Вопрос дня

Что известно о новом главкоме ВСУ Александре Сырском?