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

Собянин сообщил об уничтоженных на пути к Москве двух дронах ВСУ
Темы дня

Как вернуть рекам России стратегическое значение

В России предложено создать новый подход к развитию речного транспорта. Какое значение имели реки для связности страны в советские времена, почему этот транспорт пришел постепенно в упадок и что стоит сделать для того, чтобы реки стали новыми российскими магистралями и глобальными транспортными артериями?

Украина в Гааге проиграла России пролив и море

Постоянная палата третейского суда в Гааге отклонила все ключевые претензии Киева к Москве – о статусе Азовского моря и Керченского пролива, о незаконности Крымского моста и о компенсациях. Спор, который Украина инициировала почти десять лет назад, завершился полной победой России. Эксперты называют решение беспрецедентным: оно впервые фиксирует новые границы страны на международном уровне и навсегда закрывает Азовское море для иностранных военных кораблей.

Минобороны: «Адмирал Григорович» открыл огонь в Ла-Манше согласно международным правилам

Военкор Коц: Россия впервые ударила по Киеву ракетой «Бандероль»

Эксперт: «Волна купол гарант» «оглушает» пролетающий над ним спутник Starlink

Новости

Названы сроки объединении платежных систем России и Ирана

В ближайшие два месяца завершится финальный этап объединения платежных систем «Мир» и Shetab, что позволит гражданам Ирана расплачиваться картами в России, заявил глава Центрального банка Ирана Абдольнасер Хеммати.

Ирландский журналист осудил участие Зеленского в саммите G7

Ирландский журналист Чей Боуз выразил недовольство по поводу участия Владимира Зеленского в саммите G7, проходящем во Франции.

На Украине разбился Су-24 ВСУ, экипаж погиб

Экипаж украинского бомбардировщика Су-24 погиб при крушении в Хмельницкой области, сообщили военно-воздушные силы Украины.

Трамп удерживал руку Брижит Макрон 13 секунд на саммите G7

Президент США Дональд Трамп во время протокольного приветствия на полях саммита G7 долго не отпускал руку жены президента Франции Брижит Макрон, что вызвало бурную реакцию и обсуждения в социальных сетях.

Российские военные начали заходить в Новоселовку Запорожской области

Юго-западные окраины Новоселовки в Запорожской области перешли в серую зону, российские подразделения начали заходить в населенный пункт. Об этом сообщил военный эксперт Андрей Марочко.

На трассе «Новороссия» развернули РЭБ «Волна купол гарант» для подавления Starlink

На трассе «Новороссия», имеющей стратегическое значение для снабжения Крыма и группировок войск, развернули новые комплексы РЭБ «Волна Купол Гарант» для подавления связи Starlink для БПЛА ВСУ, сообщил военкор Александр Коц.

Эксперт оценил возможности Украины создать ядерное оружие из британского урана

Если Украина попытается получить ядерное оружие из британского урана, то об этом сразу станет известно, что лишит Киев элемента внезапности, критичного в военном планировании, сказал газете ВЗГЛЯД Алексей Анпилогов, эксперт в области ядерной энергетики. В рамках сделки Британия выделит около 280 млн долларов на финансирование поставок обогащенного урана для Украины.

Дипломаты назвали «бредом» слухи о следе Москвы в поджогах имущества Стармера

Посольство России категорически опровергло публикации британских СМИ о причастности Москвы к поджогам имущества премьер-министра Британии Кира Стармера, назвав их абсурдом.

Чешская армия протестировала проезд танков Leopard по автомагистралям

Шесть танков Leopard 2A4 проехали по автомагистрали на востоке Чехии в рамках проверки безопасности движения тяжелой техники в потоке гражданского транспорта, сообщил новостной портал Novinky.

Польша, Литва и Франция начали учения вблизи Калининградской области

Вооруженные силы Польши совместно с военными из Литвы и Франции начали тактические маневры «Отважный кабан – 2026» на полигоне Ожиш, расположенном в 70 км от границы с Калининградской областью.

Ушаков: Кремль ожидает визита Уиткоффа и Кушнера в Москву

Кремль рассчитывает, что американские переговорщики Стив Уиткофф и Джаред Кушнер смогут приехать в Москву для переговоров по Украине после подписания меморандума о взаимопонимании между Вашингтоном и Тегераном, сообщил помощник президента Юрий Ушаков.

Терапевт рассказал, как подхватить простуду в летнюю жару

Человек не может заболеть простудой из-за промокших ног, мороженого или сидения под кондиционером в помещении, однако все эти факторы могут частично снизить работу иммунной системы и затруднить ее борьбу с уже попавшим в организм вирусом, сказал газете ВЗГЛЯД врач-терапевт Алексей Парамонов.
Мнения

Ольга Андреева: Как на неправильных выборах Ельцина Россия сделала правильный выбор

Ельцин был готов на крайние меры: запретить КПРФ, распустить Думу, ввести чрезвычайное положение, наконец, перенести выборы на 1998 год. И все же штаб Ельцина вызов принял. Ровно 30 лет назад, 16 июня 1996 года, состоялся первый тур выборов президента России.

Василий Авченко: Как поживает внутренний русский Израиль

Всякий попавший в Биробиджан обратит внимание на броские двуязычные – на русском и на идише – аншлаги с названиями улиц и остановок. И задастся непременным вопросом: почему эта автономная область по-прежнему называется Еврейской, если евреев, по официальным данным, здесь осталось меньше процента?

Сергей Худиев: Пожар в лавре – горе для верующих, но не для Зеленского

Для того, чтобы воспринимать Зеленского как защитника лавры, обеспокоенного ее состоянием, нужно совершенно не знать всех его действий за последние годы, когда он вел целенаправленную кампанию по подавлению этого важнейшего духовного центра в Киеве.
Вопрос дня

Что за ветеран сидел рядом с Путиным на параде Победы