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

В Белоруссии определили районы боевого дежурства комплекса «Орешник»
Темы дня

Дерзкая операция российских штурмовиков приблизила освобождение Гуляйполя

Всего лишь трое российских бойцов, как выяснилось, смогли захватить командный пункт батальона ВСУ в Гуляйполе. Эта дерзкая операция стала еще одним эпизодом битвы за освобождение города, который является ключевым пунктом обороны ВСУ на южном участке. Как проходит эта операция и что будет после ее завершения?

Россия избавится от «заборостроительных» университетов

«Освобождение от самых халтурных вузов». Такими словами эксперты описывают смысл новой системы оценки высшего образования, подготовленной в России. О чем именно идет речь и почему данная реформа имеет значение не только для учебных заведений, но и для всей экономики страны?

СМИ: В паспортах рожденных в России эстонцев стали указывать Эстонию

Министр культуры Турции рассказал, как сериалы стали инструментом «мягкой силы» страны

Время русской силы. Как страна черпает мощь в своих истоках

Новости

Росстат сообщил о росте реальных зарплат в стране

Средний уровень начисленных зарплат в России по данным Росстата достиг почти 100 тыс. рублей в октябре, что на 6,1% превышает показатель прошлого года.

В Донецке обезвредили открывшего огонь из автомата в супермаркете

Правоохранители обезвредили мужчину, который открыл огонь из автомата в супермаркете в западной части Донецка, никто не пострадал, сообщили в региональном МВД.

Роспотребнадзор выдал предписание об изъятии напитка Aloe Vera из продажи

Реализация партии напитка Aloe Vera приостановлена после проверки, выявившей возможную опасность для потребителей продукции с датой изготовления 11 августа 2025 года.

В России начались переговоры по созданию исламского банка

В России обсуждается открытие первого исламского банка, потенциал которого может достичь не менее 1 трлн рублей.

Москвичи рассказали о самых неудачных подарках на Новый год

Гели для душа, фотоальбомы и невкусные шоколадки: москвичи рассказали газете ВЗГЛЯД, какие самые неудачные подарки на Новый год они получали и как с этим бороться.

Бывший сотрудник МИД получил 12 лет за госизмену

Бывший работник МИД России Арсений Коновалов получил срок за передачу секретной информации разведке США во время зарубежной командировки.

Балицкий сообщил об урегулировании разногласий с ЦИК

Губернатор Запорожской области Евгений Балицкий встретился с председателем Центральной избирательной комиссии Российской Федерации Эллой Памфиловой.

Эксперт: Российская оборонка посрамила все негативные прогнозы на Западе

Работа российского оборонно-промышленного комплекса заслуживает самой высокой оценки, наши инженеры за годы СВО посрамили все негативные прогнозы на Западе, сказал газете ВЗГЛЯД главный редактор журнала «Национальная оборона» Игорь Коротченко. В пятницу Владимир Путин провел совещание по обсуждению параметров проекта государственной программы вооружения на 2027-2036 годы.

Рябков заявил о последнем рывке для урегулирования ситуации на Украине

Замглавы МИД РФ Сергей Рябков сообщил о существенном прогрессе в переговорах Москвы и Вашингтона по вопросу урегулирования конфликта на Украине.

ОАК в 2025 году выпустила рекордный объем боевой авиации

Объединенная авиастроительная корпорация (ОАК, входит в Ростех) завершила год рекордным объемом выпуска боевых самолетов, сообщил гендиректор ОАК Вадим Бадеха.

В Госдуме исключили введение штрафов за использование VPN-сервисов

Российские власти не рассматривают введение штрафов за использование VPN-сервисов, заявил первый зампред комитета Госдумы по информационной политике Антон Горелкин («Единая Россия»).

Путин в Совбезе обсудил развитие ИИ для обороны страны

На совещании Совбеза президент России Владимир Путин поднял вопрос развития искусственного интеллекта (ИИ) для нужд обороны и безопасности.
Мнения

Борис Джерелиевский: Единство ЕС ждет испытание угрозой поражения

Лидеры стран Европы начинают понимать, что вместо того, чтобы бороться за живучесть не только тонущего, но и разваливающегося на куски судна, разумнее занять место в шлюпках, пока они еще есть. Пока еще никто не крикнул «Спасайся кто может!», но кое-кто уже потянулся к шлюп-балкам.

Игорь Горбунов: Украина стала полигоном для латиноамериканского криминала

Бесконтрольная накачка Украины оружием и людьми оборачивается появлением новых угроз для всего мира. Украинский кризис больше не локальный – он экспортирует нестабильность на другие континенты.

Сергей Миркин: Когда на Украине появится новый гетман Скоропадский

Скоропадский формально не был объявлен гетманом немецкими генералами, а был провозглашен монархом на всеукраинском съезде хлеборобов. Имя нового руководителя Украины не столь важно, его главной функцией будет заключить мир с Россией.
Вопрос дня

Почему заблокировали Roblox?

Суть игры, риски и угрозы для детей, позиция Роскомнадзора и мнение экспертов