В то время как НАСА пытается ещё раз отправить астронавтов на Луну, сами побывавшие там 40 лет назад герои говорят, что на Луне нет ничего интересного. По их словам, действительно интересная цель — это Марс. Но критики возражают, что полёт к Марсу может оказаться невыносимо сложным. Шесть месяцев в открытом космосе только в одну сторону — можно ли перенести такое без ущерба для здоровья? Неизвестно. Однако, выход есть. Сейчас учёные начали тестировать новый ионный двигатель, который способен сократить время путешествия всего до 39 дней. Примерно столько же времени корабли с европейскими поселенцами добирались до Америки столетие назад.

Ионный двигатель хорошо известен нам из научно-фантастических романов. Принцип его работы заключается в ионизации газа и его разгоне электростатическим полем. Ионы дают гораздо меньшую тягу, чем химическое топливо, так что такой двигатель не сможет придать ракете даже первую космическую скорость. Но если запустить его в космосе, то он может работать буквально годами напролёт, разгоняя корабль до невиданных скоростей.

В некоторых космических миссиях уже применялись такие двигатели, в том числе в японском корабле «Хаябуса» (2005 год, полёт к астероиду Итокава), а также в американском корабле «Доун», который стартовал в сентябре 2007 года к астероидам Веста и Церера.

Но новая модель двигателя под названием VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) будет в сотни раз мощнее прежних ионных двигателей за счёт использования в процессе разгона ионов аргона не стандартных металлических решёток, а радиочастотного генератора, который не вступает с газом в физический контакт, как решётки.

Двигатель разработан компанией Ad Astra Rocket, которую основал в 2005 году специалист по физике плазмы и бывшим астронавт Франклин Чанг-Диаз. Две недели назад в штаб-квартире Ad Astra Rocket состоялось первое успешное тестирование нового двигателя (видео).

Государственное космическое агентство США присоединилось к числу желающих захватывать астероиды для изучения и добычи на них полезных ископаемых. Недавно НАСА опубликовало информацию о программе Asteroid Retrieval Initiative, которая включена в бюджетный план на I кв. 2014 года. Программа предполагает использование беспилотных роботизированных аппаратов для захвата астероидов и доставки их на стабильную орбиту около Земли.

NASA объявило о том, что исследовательский проект ионного двигателя под кодовым названием NEXT (NASA's Evolutionary Xenon Thruster) перешагнул значительный рубеж — двигатель проработал без остановки 48 000 часов (или 5,5 лет), что является наиболее длительным временем тестирования подобных систем для космических двигателей. Конечная цель проекта — разработка экономичного и мощного двигателя для продолжительных миссий в глубоком космосе, которые предусматриваются исследовательской программой Planetary Science Decadal Survey.

^{Один из первых прототипов плазменного двигателя в Исследовательском центре НАСА им. Льюиса в Кливленде, 1961 г}

Научно-технический совет НПО «Энергомаш» совместно с НИЦ «Курчатовский институт» решили подать заявку в Фонд перспективных исследований на реализацию проекта безэлектродного плазменного ракетного двигателя (БПРД). Уже определены состав работ по созданию лабораторного образца.

Не секрет, что все реактивные двигатели работают за счёт закона сохранения импульса. Именно из него вытекает, что реактивная тяга — это произведение массового расхода на скорость выхода рабочего тела из сопла.



Эту скорость принято называть удельным импульсом реактивного двигателя. Давайте для примера найдём реактивную тягу при стрельбе из автомата Калашникова, которая является основной составляющей отдачи. Пусть масса пули будет 0,016 кг, начальная скорость пули 700 м/с, а скорострельность 10 выстр./с. Тогда отдача F=700∙0,016∙10=112 Н (или 11 кгс). Большая отдача, но тут приведена техническая скорострельность 600 выстр./мин. В реальности стрельба ведётся очередями или одиночными и составляет ≈50 выстр./мин.


Вернёмся к реальным реактивным двигателям, в которых вместо пуль обычно используются потоки выходящего с гиперзвуковой скоростью газа. Химические реактивные двигатели являются самыми распространёнными, но не единственными.

Спутник с электрическим двигателем, который работает на воздухе

Европейское космическое агентство (ESA) провело первые в мире испытания электрического двигателя, который использует в качестве «топлива» (рабочего тела) молекулы разреженного воздуха. Эта технология известна как Air-Breathing Electric Propulsion или Atmosphere-Breathing Electric Propulsion (ABEP). В перспективе такие двигатели можно устанавливать на спутники, которые быстро вращаются на очень низких орбитах.