Магнитный ракетный двигатель поможет доставить астронавтов на Марс - «Космос»

Полеты на Марс с экипажем могут стать ближе к реальности благодаря новой концепции силовой установки для космических аппаратов, разработанной Фатимой Эбрахими, физиком из Принстонской лаборатории физики плазмы, принадлежащей Министерству энергетики США.

Одно из основных препятствий к покорению человеком космоса — отсутствие подходящих двигателей для космических кораблей. Химические силовые установки развивают внушительную тягу, но имеют низкий удельный импульс, то есть тратят на создание тяги много топлива. Электрические ракетные двигатели, наоборот, выдают малую, измеряемую миллиньютонами, тягу, хотя и могут обеспечивать ее на протяжении нескольких месяцев с небольшим запасом топлива.

Именно это достигнуто в новой разработке. В ее основе лежит явление, сопровождающее солнечные вспышки — магнитное пересоединение. Оно подразумевает, что силовые линии разных магнитных полей в плазме, сходясь, быстро перестраиваются. При этом выделяется много кинетической и тепловой энергии, а заряженные частицы получают сильное ускорение.

Магнитное пересоединение наблюдается не только на Солнце, но и вблизи черных дыр, в земной атмосфере, а также в термоядерных реакторах типа токамак, то есть его можно вызывать искусственно.

Создание в силовой установке магнитного пересоединения приведет к возникновению потока ионизированных частиц, который обеспечит реактивную тягу. Аналогичный принцип используется в существующих электрических ионных двигателях, только в них атомы топлива, например, ксенона, ионизируются и ускоряются электростатическим полем.

Компьютерное моделирование показало, что двигатель с магнитным пересоединением способен обеспечивать в 10 раз большую скорость истечения плазмы, чем современные электрические силовые установки.

Это значит, что оснащенные магнитными двигателями летательные аппараты будут намного быстрее, чем существующие, разгоняться в безвоздушном пространстве, и, соответственно, им потребуется меньше времени на преодоление расстояния между планетами.

Кроме того, новый тип двигателей позволяет точно изменять направление полета путем регулировки магнитных полей. К тому же такие силовые установки могут работать на любом газе, то есть не составит труда подобрать для них легкое и дешевое топливо.

Источник: pppl.gov