Комментарии 83
НУ росатом имеет хорошую репутацию - от роскосмоса такой новости я бы только нервно улыбнулся
А размерность удельного импульса давно в км/с стала?
Та не, они ошиблись. На самом деле там кг/ам
У плазменных она именно такая, это же их фишка)
В 21 году говорили про 20-60км\с https://stars.mephi.ru/tpost/22ffg0bp71-plazmennie-raketnie-dvigateli-proshloe-n
А размерность удельного импульса давно в км/с стала?
Давно, больше 60 лет, так как в системе единиц СИ тяга двигателя выражается в ньютонах, а не килограмм-силах, а из нее и считается УИ.
Для перевода в секунды поделить на g. Это просто два эквивалентных представления.
Сейчас полет на Марс на обычных двигателях может занимать почти год в одну сторону
Ничего, что Персеверанс за 6.5 месяцев долетел? Напоминает старую рекламу, где сравнивали обычный и необычный стиральный порошок. Вместо маркетинговой чуши лучше бы рассказали какое рабочее тело используется в движке и о других технических особенностях.
Одна проблема, что пусковое окно для Perseverance было меньше месяца и открывается раз в 26 месяцев. А в среднем срок полета до Марса так и есть - год. Так что советую освежить знания, прежде чем критиковать людей "в теме".
Что касается двигателя, то это с высокой вероятностью ЯЭДУ, который пилят с 2009 года.
Если данный проект реализуют, пусковое окно для него тоже будет раз в 26 месяцев, оно не от типа двигателя зависит, а от расположения планет на орбитах. Это изменится не раньше, чем запас дельты скорости на борту аппаратов станет кратно выше орбитальных скоростей планет. Тогда можно будет летать как в "Экспансии", не обращая внимания на пусковые окна. Так что советую освежить знания, прежде чем критиковать людей "в теме".
В классической модели NASA пилотируемый полет занимает 9 месяцев, что и сказал человек из Росатома. Наезды на то что он журналистам не объяснял про альтернативные методы выглядят мягко говоря странно.
9 месяцев, что и сказал человек из Росатома
Нет, он сказал "почти год". А если рассказывать, что 9 это почти 12, сова может порваться.
Вообще, он сказал, что "может занимать почти год" и "использование же плазменных двигателей может сократить миссию до 30-60 дней". Т.е. может и не занимать, может и не сократить.. зато ничего не обещает.
Perseverance выводился ракетой Atlas V. Ускорение составило порядка 15-20 g. Для пилотируемой миссии было бы многовато.
>> Вместо маркетинговой чуши лучше бы рассказали какое рабочее тело используется в движке и о других технических особенностях.
Так и "хорошую репутацию" можно растерять
А разве там не гравитационное ускорение используется? И вроде когда расстояние минимальное между планетами ждут?
300 кВт на 6 ньютонов - не слишком эффективно, выходит аж 50 кВт на ньютон. Ионные движки, при чем уже старые и летавшие в дальний космос потребляют 30 кВт. Каковы преимущества у плазменного? Лучше соотношение массы к тяге?
Ионные совсем плохо масштабируются в плане тяги, то есть годятся только для относительно легких аппаратов. А еще конструкция плазменных проще и долговечнее.
Так а что мешает поставить десяток ионных? Даже лучше - резервирование. Надо на соотношение массы к тяге смотреть. На счёт простоты не совсем понял - ионник ведь вообще примитивен как угол дома. По сути вариация ЭЛТ.
ионник ведь вообще примитивен
Плазменный еще более примитивен, к тому же имеет меньшие габариты и массу при сходных характеристиках. И десятком не обойтись, для достижения тяги 6 Н, понадобится 25-30 ионных.
Ионные плохо дросселируются. Учитывая их малую тягу, относительно плазменных, потребуется ставить много ионных. Что, кажется, отчасти решает проблему дросселирования – тягу можно регулировать включением необходимого количества маленьких двигателей – но, видимо, их потребуется очень много, если нужна тяга (ведь для чего дросселировать как ни для тяги, разгона?) для сколько-нибудь тяжелого межпланетного аппарата. И как размещать эти двигатели? На фермах? А подводить к ним рабочее тело? С плазменным двигателем этих проблем не будет. И Isp у них выше, а возможность выбора между высоким Isp или высокой тягой делает плазменные двигатели – универсальными, подходящими под разные этапы миссий, и маневрировать/разгоняться и для длительного полета.
Ионные проще, но гибкости такой нет.
Кстати, VASIMR тестировался 10 лет назад по контракту с NASA 10 часов непрерывно на 100 кВт. Довольно серьёзный результат для TRL 4 (технологического уровня готовности, Technology Readiness Level, он бывает от 1 до 9). И несмотря на это, не летает никакой VASIMR в 2025 г.
Чем выше удельный импульс, тем ниже удельная тяга, и тем ниже расход топлива. Удельную тягу можно легко увеличить, но тогда повысится расход топлива, и его нужно будет больше.
Уменьшение удельной тяги связано с тем, что чем больше удельный импульс, тем больше энергии достаётся струе рабочего тела, а аппарату соответственно меньше.
P=u*V*F/2, где u - КПД, P-мощность, V-скорость истечения, F-сила тяги. Скорость истечения увеличили, и при том же расходе и тяге мощность пропорционально выросла.
К такому двигателю ещё бы аппараты типа Вояджеров или более новых, и можно было бы вояж устроить. А то дальше Марса даже СССР не летал.
К такому двигателю нужен источник энергии на 500 кВт. Это примерно в четыре раза больше, чем суммарная мощность солнечных панелей МКС.
Поэтому перспективы этого двигателя, мягко говоря, туманны.
Так его, видимо, на базе реактора сделали. Не зря же Росатом этим занимается.
Подсказка – в слове Росатом. Она же и надежда. Плазменный двигатель в теории очень удобен для межпланетных полетов, разработки ведутся давно, наиболее известная – VASIMR. Но на практике не применяется. Почему? Загвоздка – в источнике энергии, которой нужно много. Поэтому Росатом. 500 кВт это еще довольно скромная оценка, минимальная планка, я бы сказал. Если есть (строится, планируется) реактор для космических применений, то электродвигатель к нему прикрутить кажется известной задачей. Что ж, будем посмотреть... А проектов марсианского корабля много. Самый отвязный проект – это двухрежимный ядерный двигатель, прямоточный и электрический, с разворотом корабля на 180º в зависимости от режима полета, нужным соплом назад.
6 ньютонов тяги выглядит не очень для аппарата с ядерным реактором. И да, в случае пилотируемой миссии это вообще несовместимые вещи, так как радиационная защита экипажа будет весить слишком много. Удел таких двигателей - беспилотные зонды.
Так это и есть ключевая проблема, нет нормального источника энергии чтобы запитывать данную бубуйню. Проблема даже не реактор собрать и вывести его на орбиту, а проблема в его как его охлаждать, вроде уже как есть уже прототипы систем, и их даже испытывали, но информации по ним ничтожно мало.
Проблема ещё в тяге. 6 ньютонов - это ничто, аппарат весом в 50 тонн за неделю наберёт жалкие 70 м/с. Так то 300 кВт можно и солнечными панелями наработать, это ж космос - атмосфера не мешает, ночей нет.
Для Марса солнечные панели ещё можно использовать, но уже у Юпитера, выход крошечный. Для исследования того же Титана, 6Н плюс ЯР, выглядят уже не так печально, т.к. в любом случае придётся лететь годы. Но лететь быстрее и напрямую, а не как сейчас, мечась от планеты к планете, чтобы набрать скорость.
Ссылку исправьте.
Этот двигатель делается под ядерный буксир. Там будет чем питать его.
Если
Есть одна проблема - ядерного буксира нет и работы над ним остановлены. Вот цитата из выступления главы роскосмоса в госдуме летом 2024 года
Так, ну что касается нашей ядерной программы, хочу вас расстроить: она сегодня никак не развивается, потому что она не финансируется уже третий год, хотя и принята в 2021 году. И только благодаря последним поручениям президента... дано очень жёсткое поручение правительству изыскать средства, чтобы начиная с этого года продолжить финансирование и наверстать упущенное. А там цена — 149,9 миллиарда рублей до 2032 года, по-моему... уже до 2030 года.
Теперь о "Зевсе" — ядерном буксире. Действительно, очень интересный проект, который позволяет создать энергетическую установку мощностью порядка 1 мегаватта, — такой буксир мог бы доставлять крупногабаритные конструкции, в частности на Луну, весом до 7 тонн, мог бы собирать космический мусор, эта проблема скоро станет очень актуальной, в частности на точках геостационарной... Но сегодня, вот судя по взаимодействию с китайскими коллегами, более интересна для них и востребована, имеет практическое значение ядерная энергетическая установка, о которой я сказал, поэтому мы с коллегами из "Росатома" переформатировали эту программу, представили новый её облик и новую, скажем так, модель финансирования — надеюсь, что после поручения президента она начнёт наконец физически существовать, и мы сумеем в лунную программу совместно с китайскими коллегами действительно сделать очень серьёзный вклад.
с ядерным буксиром, как с термоядом - в 60х годах появились концепты и первые наработки, прошло более полувека, а реализация упирается во все новые и новые инженерно-технологические барьеры
и конца этому не видно
дай-то бог чтобы наши внуки увидали термояд и эти космо-буксиры
Сравнивать термояд с орбитальными кипятильниками - это пошло. Запихнуть звезду в бублик - сложно. Запульнуть кипятильник - дорого. Орбитальные кипятильники упираются в бюджет, под них надо планировать масштабную миссию на внешних планетах, а на них деньги не дают. Как на марсианский пилотируемый облёт или флаговтык - не можем, что ли? Можем, больше 60 проектов было, но дорого и недостаточно престижно, надо лететь надолго.
Эти цифры относятся к околоземной орбите, а тут до Марса собрались.. В любом случае, с такими цифрами это становится очень реальным даже при полете на Марс!
1.65 au до Солнца, то есть энергии там в 1.65^2 = 2.7 раза меньше. Вроде всё равно лучше реакторов и беспроблемнее (радиация, механика, хладагент, температуры, радиационно-безопасная орбита, перегрузка топлива в космосе...). Про цены ещё ничего не известно. Космический реактор - космически дорого. Новейшие тонкоплёночные панели какой-то огромной площади - космически дорого.
250 г/м2 и 2200 Вт/кг = 550 Вт/м2.
То есть, округляя, около 1000 м2. Или квадрат 32*32 метра.
Для такого паруса нужна будет рама, которую нужно как-то разложить в космосе и которая будет держать его и ориентировать в пространстве, в том числе при работе двигателя. Перегрузки там смешные, но тем не менее. Получится ли впихнуть эту раму в приемлемую массу - большой вопрос.
Вместо рамы можно использовать центробежные силы, как у солнечного паруса IKAROS. Парус имеет размеры 14м*14м, вся плёнка весит 2 кг, плюс грузики 2 кг, в сумме выходит 20 грамм на квадратный метр.
Плюс ещё фотовольтаика и провода. В итоге примерно 25-30 грамм на кв. м.
Ad Astra, разработчик плазменного двигателя VASIMR, очень надеялась на МКС, где вот эта вот мощность есть. Надеялись поднимать орбиту этим своим двигателем, что выглядело разумным. Уникально удачный случай – электричество уже есть, рабочего тела уйдет меньше, кажется выгодно? Но вот прогрессами до сих пор её поднимают.
Медленно поднимать орбиту таким движком может и получится, а вот уклоняться от мусора уже нет. Не удивительно, что отказались от такой идеи.
Мусор внезапно не появляется, а двигателю нужны две сотни киловатт для работы в постоянке. Лишней энергии на борту МКС и так нет. Т.е. придётся добавить минимум 400 кв.м. солнечных панелей, плюс десяток другой аккумуляторов от Тэслы.
Или же работать импульсно, но всё становится гораздо грустнее и бессмысленнее.
В смысле даже СССР? Как раз для СССР в отличии от США, Марс и Венера, стали технологическим барьером, дальше которых они отправлять аппараты не могли. Да и те долетали один из многих. Причём, как мне недавно стало известно, отправляли их на авось, т.к. ещё до старта было известно, что аппарат не долетит.
Маску уже сообщили?
тяги (не менее 6 Н) и удельного импульса (не меньше 100 км/с)
Средняя мощность устройства в импульсно-периодическом режиме составляет 300 кВт
Полезную мощность двигателя можно посчитать как произведение тяги на удельный импульс пополам. То есть 300 кВт - это полезная мощность, а не потребляемая.
Либо КПД их двигателя 100%, либо информацию о настоящей потребляемой мощности они скромно умолчали.
Дабы не быть голословным, тяга это изменение импульса во времени: 
. Отсюда, расход рабочего тела 
. Полезная мощность - это кинетическая энергия рабочего тела за единицу времени, т.е. 
.
А у меня дилетантский вопрос: неужели тяги в 6Н будет достаточно, чтобы за 30 дней разогнать космический корабль для полёта на Марс, а потом ещё за 30 дней затормозить? Какой массы должен быть корабль?
Я вот прикинул "на салфетке". Чтобы с такой тягой преодолеть 225 млн. км за 30 дней, аппарат должен весить порядка 100 кг. Маловероятно, что, помимо двигателя, туда поместится источник питания мощностью 300 кВт. Но я запросто мог и ошибиться.
я тоже что-то не понял с этой тягой. объяснил бы кто по рабоче крестьянски много это или мало. вот например РД-180, тяга 400тс, если я правильно понимаю это почти 4млн Ньютонов. а 6Н это что такое? муровьёв возить?
РД-180, тяга 400тс,
Работает пока есть горючее, то есть 10 минут.
6Н
Зато постоянно.
Это всё круто (без сарказма, да). Если нужно условный "Вояджер" годами разгонять. Или орбиту спутника корректировать слегка.
В статье же заявлен полёт на Марс за 30...60 дней. Вопрос именно к такому заходу.
Вопрос правильный . Вы как тот студент, одним вопросом уничтоживший целый военный НИИ по разработке антирадиационной краски для бомбардировщиков.
А на что отсылка у вас? Что-то сходу не гуглится.
Видимо, это - http://cherry-m.chat.ru/ras01.htm
У меня сразу нагуглилось.
Ну, это прямо зависит от массы космического корабля. И конечно там могут быть несколько таких двигателей. Если совсем на коленке, то с 1МВт (3 двигателя), массы 20000кг – получится около 2.3км/с за месяц работы установки.
Это чтобы разгонять уже после запуска. Носитель-то с Земли поднял и на этом всё.
Ну, для начала полёта всё равно нужна вторая космическая. Её набирать только традиционными ракетами. Например 11200 м/с.
Далее на месяц включается 6 Н. Например, для аппарата в 1200 кг это даст 6/1200=0,005 м/с2. За месяц это даст прирост 60*60*24*30*0,005=12960 м/с. Примерно удвоение. С учётом разгона и торможение, выигрыш будет 1,5 кратный. Но это при простом счёте. На практике, возможно, получится сэкономить дополнительно из-за других, более коротких, траекторий.
Осталась самая малость - вкрячить в аппарат массой 1200 кг источник энергии в 500 киловатт.
250 кг тонкоплёночных панелей на 2000 Вт/кг, выше ведь написал.
Проблема скорее в том, что спешить есть смысл только для доставки людей, а доставка людей на столь облегчённом корабле будет с кучей пересадок. Сначала пересесть на этот SEP-буксир (Solar Electric Propulsion) где-то за радиационными поясами, потом пересесть на спускаемый модуль около Марса, на обратном пути ещё две пересадки.
горячий (холодильник от 500 градусов цельсия а турбина под 1000 иначе не получится избавится от лишнего тепла так как сделать это можно только излучением) с рабочим телом в форме газа (потому что жидкостей при такой температуре не бывает вернее бывает но это металлы а с ними проблемы изза их агрессивности и опасность затвердевания в холодильнике при низких режимах) ядерный реактор. что то типа tory-2c из американского проекта "плутон" замкнутый сам на себя через холодильник.
100 кг это ещё и не константа. посчитаем. берём классические формулы так как до скорости света здесь по любому далеко. мощность это энергия в секунду а тяга это импульс в секунду. энергия m*v*v/2 а импульс m*v. значит разделив мощность на тягу получим примерно половину скорости истечения рабочего тела. (будем считать КПД высоким иначе там будет в полный рост проблема нагрева вплоть до 1000 градусов и будет совсем не до полётов) итого около 100 км/с. теперь вернёмся к тяге то есть к импульс в секунду. чтобы развить 6Н при такой скорости истечения нам понадобится 6 на 10 в минус 5ой степени килограмм. за сутки 6 килограмм. за Ваши 30 дней Ваш эмпирический 100 килограммовый аппарат должен израсходовать 180 килограмм рабочего тела)
Заголовок с текстом слабо связан. Текст даже не о результатах успешных наземных испытаний прототипа (TRL-4) , а о постойке стенда для таких испытаний (это означает TRL-3 максимум). До лётного образца, значит, с десятилетие. Если финансироваться это будет.
Нравится мне мастерство заголовка
В Росатоме построили плазменный двигатель
Учёные Росатома разработали плазменный двигатель
уже завершена работа над лабораторным прототипом установки
Для проведения испытаний разрабатываемого прототипа ... строится масштабный экспериментальный стенд
Ну всё, осталось реактор и защиту в тонну уместить и всё будет здорово.
Росатый развивает тему и это хорошо.
На водороде. На водороде лететь к Марсу. Ох...
В Росатоме построили плазменный двигатель для дальних космических перелётов