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

Захарова раскрыла смысл назначения Бербок председателем ГА ООН
Темы дня

«Байденовщина» опять мешает отношениям России и США

«Это чистая "байденовщина"», – так охарактеризовал текущую политику США в отношении России глава МИД Сергей Лавров. В новом интервью дипломат дал довольно жесткую оценку диалогу с Вашингтоном: Штаты отказываются от договоренностей по Украине, вводят новые санкции и блокируют восстановление двустороннего сотрудничества. О чем говорят изменения в риторике Москвы?

Как Франция готовится напасть на Россию

Крупнейшие за последние годы военные учения начались во Франции. Легенда учений и странна, и показательна одновременно. Пресса открыто признает, что «французская армия готовится к возможной войне с Россией». Как именно французские военные представляют себе это столкновение и к чему готовят своих солдат?

В проекте новой Конституции Казахстана изменили статус русского языка

Экономист: Европа опоздала с созданием собственной платежной системы

Каллас назвала освистывание Вэнса на Олимпиаде «европейской гордостью»

Новости

Ракета с борта «Герани» поразила вертолет Ми-24 ВСУ

Ударный дрон «Герань» смог сбить ракетой «воздух-воздух» украинский вертолет Ми-24, сообщил эксперт Центра военно-политической журналистики Борис Рожин.

Грузия решила защитить от антироссийских санкций ЕС морской терминал в Кулеви

Премьер-министр Грузии Ираклий Кобахидзе заявил о готовности обсудить с ЕС вопрос терминала в Кулеви на Черном море, который Брюссель намерен включить в 20-й пакет антироссийских санкций. Об этом передает корреспондент газеты ВЗГЛЯД в Тбилиси.

Ветеран «Альфы»: Реакция Алексеева и ошибки киллера помогли генералу

Отсутствие контрольного выстрела, неприцельная стрельба и поспешное бегство указывают на непрофессионализм стрелявшего в заместителя начальника ГРУ, генерал-лейтенанта Владимира Алексеева, сказал газете ВЗГЛЯД подполковник ФСБ в отставке, президент союза «Офицеры группы Альфа» Алексей Филатов. Ошибки нападавшего, а также действия генерала по своей самозащите, позволили замначальника ГРУ выжить после покушения.

В Минздраве подсчитали количество россиян старше 100 лет

Граждан России старше 100 лет насчитывается 17 тыс. человек, сообщила главный внештатный специалист гериатр министерства здравоохранения России Ольга Ткачева.

Посольство России подтвердило переселение туристов из отелей на Кубе

Посольство России на Кубе подтвердило факты переселения российских туристов из ряда отелей в другие гостиницы.

Вэнс: США вложат 9 млрд долларов в ядерную энергетику Армении

Соединенные Штаты инвестируют 9 млрд долларов в развитие ядерной энергетики Армении, сообщил вице-президент США Джей Ди Вэнс во время брифинга в Ереване с премьер-министром Армении Николом Пашиняном.

Перекупщики взвинтили цены на спектакль с участием Ефремова

Все билеты на постановку «Без свидетелей» с участием освободившегося из мест заключения актера Михаила Ефремова раскупили за считанные часы.

Глава МИД Турции назвал условие появления у Анкары ядерного оружия

Турция будет вынуждена рассмотреть участие в гонке ядерных вооружений, если в регионе появится новое государство, обладающее ядерным оружием, заявил глава МИД Турции Хакан Фидан, комментируя возможность появления ядерного оружия у Ирана.

Трудовым мигрантам с низким доходом решили запретить продлевать патенты на работу

Комиссия по законопроектной деятельности правительства одобрила поправки в закон о правовом положении иностранных граждан.

США задержали в Индийском океане танкер Aquila II

Американские военные перехватили и досмотрели в Индийском океане судно, которое «нарушило карантинный режим», введенный для подсанкционных кораблей, заявил Пентагон.

Польские СМИ обвинили Зеленского в развале энергосистемы Украины

Масштабные отключения электричества и коррупция в энергетике вызвали резкую реакцию в Польше, где раскритиковали действия Владимира Зеленского.

ЕС предложили перевести активы России из Бельгии в подконтрольный депозитарий

Европейскому союзу следует рассмотреть возможность вывода замороженных российских активов из бельгийской юрисдикции и их перемещения в новый депозитарий под контролем ЕС, считает экономист Хьюго Диксон, один из авторов концепции «репарационного кредита».
Мнения

Сергей Миркин: Как русофобия породила Холокост

У Варшавы в 1939 году была «золотая акция»: во многом от ее позиции зависело, будет ли подписан оборонительный договор между СССР, Британией и Францией. Поляки сделали всё, чтобы этого не произошло.

Глеб Простаков: Европа – на скамейке запасных партнеров России

В основе происходящей в Европе суеты – ожидание крупной российско-американской сделки, где Европе отведена роль реципиента новых правил игры. И тут включается чистая конкуренция: кто первым «добежит до Путина», тот имеет шанс получить свой кусок пирога.

Юрий Мавашев: Как США пытаются сузить российские горизонты Индии

История с портом Чабахар – лишь эпизод в длинной череде попыток США лишить Нью-Дели стратегической перспективы и субъектности. США усиленно пытаются разорвать связи между Индией, Ираном и Россией.
Вопрос дня

Почему заблокировали Roblox?

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