Ракеты уступите — идет эпоха ионных двигателей

У России уже минус 200 000 баррелей нефти в день
У России уже минус 200 000 баррелей нефти в день
30.03.2017
РФ укрепляет сотрудничество с Японией, предлагая общую деятельность на Курильских островах
РФ укрепляет сотрудничество с Японией, предлагая общую деятельность на Курильских островах
31.03.2017
Ракеты уступите - идет эпоха ионных двигателей

Эти двигатели пользуются электрической энергией для образования ионов основного «топлива», например, ксенона, и ускоряют их до сверхбольших скоростей.

Проблема в том, что скорость исходящего топлива в классических ракетах на практике ограничена количеством энергии, Ионные же двигатели ограничены только уровнем установленных электрических мощностей и, как правило, имеют скорость выброса от 15 до 35 км / с.

Что это значит? То, что ионные электрические двигатели значительно экономнее в использовании бортового топлива для ракеты. Поэтому значительное количество топлива может быть сохранено, через умеренное использование меньшего количества на летучие модули. При современной стоимости запуска на орбиту 1 кг веса в $ 20 000, подобная экономия выглядит более привлекательно, ведь это позволит сделать запуск гораздо дешевле.

Это также является хорошим экономическим решением для производителей коммерческих спутников, которые выводятся на геостационарную орбиту.

Такие спутники могут использовать ионный привод для маневрирования и корректировки орбиты, даст им больше возможностей. Вообще-то подобные системы уже взяли на вооружение военные спутники.

Что касается межпланетных перелетов, это означает, что можно загрузить больше научного оборудования и успешно «с ветерком» прислать в другой угол вселенной.

Электрическая тяга в космосе

Существует три основных метода создать тягу с помощью электрической энергии, в зависимости от метода ускорения рабочего тела (топлива).

Электромагнитные плазменные двигатели используют магнитное поле для ионизации и разогрева рабочего тела в состояние плазмы, проводя ток.

Далее взаимодействие сильных токов и магнитного поля ускоряет ее в нужном направлении (подобный принцип заложен в привычных электромоторах). Такой тип ионных или плазменных двигателей получил название pulsed plasma thrusters.

Полвека на разработку

Концепт применения ионных двигателей существовал более 50-ти лет, однако оставался на экспериментальном уровне. Применение этой разработки, началось только в последние годы.

Одним из примеров является установка их на геостационарные спутники, где существует значительное трение и торможение о земную атмосферу. Ионные двигатели помогают восстановить высоту и скорость, включаясь, когда это необходимо.

В американской миссии Deep space — 1 такая установка была лишь экспериментальной, но зарекомендовала себя очень хорошо. Другим удачным применением стала миссия ESA под названием GOCE, в которой спутник с ионным двигателем смог 4 года беспрепятственно картографировать гравитационное поле Земли.

Перспектива на будущее

Сегодня, когда использование ионных двигателей стало «мейнстримом», стало возможным значительно уменьшить стоимость отправки грузов на орбиту Земли.

Теперь можно использовать значительно легкие носители, которые поднимут спутники на низкую орбиту, откуда спутники со своими ионными двигателями поднимутся на определенную геостационарную орбиту. Это сэкономит очень много топлива и денег.

С 2012 года компания Boeing перешла на использование новой платформы спутников — 702, которые имеют ионные двигатели с сеткой ускорителем. Другие только начали следовать этому примеру.

На данный момент все ионные установки используют газ ксенон, но поиски альтернативных газов продолжаются, потому что ксенон — очень дорогой и ограниченный элемент.

В любом случае электрическая энергия остается ключом в этой технологии, поэтому уже в ближайшем будущем можно ожидать ионные транспортные шаттлы и даже космические миссии на Марс, которые будут использовать ядерные электрические плазменные установки.

 

Итальянский исследовательский проект Srl KiteGen из Chieri
В 2017 году на рынок обещают выпустить смартфоны с бриллиантовыми мониторами
Новый стандарт 5G поможет корпорациям упростить работу международных филиалов
Компания AMD готовится к прорыву на рынке серверных процессоров
Для чего нужны бриллиантовые дисплеи у смартфонов

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Shared By