Мичиганский университет (University of Michigan) на базе ВВС США разработал новый ионный двигатель для NASA, который отличается своим высоким коэффициентом полезного действия. Данная разработка повышает эффективность изучения космоса и позволяет более реально смотреть на межпланетарные путешествия в будущем. Считается, что ионные двигатели более приспособлены для космических путешествий, чем те, которые основаны на химическом ракетном топливе.
Разработка создана на принципе эффекта Холла и является разновидностью ионных двигателей. Это явление описывает возникновение напряжения при перемещении проводника тока в магнитное поле, что создает тягу. Для возникновения импульса двигатель направляет поток ионного заряда, в результате этого вырабатывается плазма, которая выбрасывается за пределы шахты, и за счет этого ракета или космический корабль совершает перемещение в пространстве. Сравнив данный двигатель с обычным ионным аналогом, можно сказать, что первый обладает большей силой при равных размерах и массе.
Подобные двигатели стали использоваться в космических полетах с 1972 года. Однако американские учёные нашли способ в разы увеличить силу тяги ионного двигателя под названием «X-3». В последнем эксперименте, который был проведен на базе исследовательского центра NASA в штате Огайо, данный двигатель показал на практике, что он может работать с мощностью более 100 кВт. Испытание показало, что он может работать в диапазоне от 5 кВт до 102 кВт и при этом выделять силу тяги в 5,4 ньютона, что является наивысшим результатом среди аналогичных ионных двигателей. Предыдущий рекорд был поставлен в диапазоне всего 3,4 ньютона.
Новое испытание ионного двигателя «Х-3» имеет потенциал для развития долгосрочных космических путешествий. В то время как обычные двигатели на ракетном топливе развивают максимальное ускорение в 5 км в секунду, ионный двигатель нового поколения способен развить ускорение в 40 км за то же время. Вероятно, данные двигатели имеют все шансы, чтобы быть использованными в полете на Марс. Однако, по словам разработчиков, есть ряд сложностей с их эксплуатацией. Во-первых, набор максимального ускорения идет достаточно долгое время по сравнению с двигателями на ракетном топливе. Во-вторых, ввиду изначальной малой силы тяги при старте, ионные двигатели нового образца не могут преодолеть силу гравитации Земли, что делает их непригодными в качестве основных двигателей при запуске летательного аппарата.
Комментарий эксперта Магдиева Рината Рауфовича:
[myexpertblock uphoto=»https://sciencepop.ru/wp-content/uploads/2017/04/photo_2017-04-26_14-42-30.jpg» uname=»Ринат Рауфович Магдиев» uabout=»кандидат технических наук, заместитель декана факультета компьютерных технологий и управления ИТМО, член совета по образованию Союза ученых Санкт-Петербурга»]Из-за того, что ионный двигатель не может преодолеть гравитацию Земли, идея об использовании комбинации таких двигателей и обычных на ракетном топливе в теории обсуждаема. Однако нецелесообразно будет делать такую сложную конструкцию на земле, из-за увеличения веса летательного аппарата и создания более прочной конструкции, которая выдержит серьезные динамические нагрузки. Оптимальным вариантом будет замена двигателей в космосе, например МКС, для дальнейшего космического путешествия.[/myexpertblock]
