Інженери НАСА нещодавно протестували систему електричної рухової установки нового покоління, яка в майбутньому може забезпечити роботу пілотованої місії на Марс.
НАСА запустило прототип свого електромагнітного двигуна у вакуумній камері, досягнувши потужності до 120 кіловатів – це найвищий показник, досягнутий у ході випробувань системи електричної рухової установки у США. Це більш ніж у 25 разів перевищує потужність електричних двигунів на борту нинішньої місії «Психея», запущеної у 2023 році для дослідження багатого металами астероїда.
"Розробка та створення цих двигунів протягом останніх кількох років були довгим підготовчим етапом до цього першого випробування", - заявив у своїй заяві Джеймс Полк, старший науковий співробітник Лабораторії реактивного руху НАСА (JPL). "Це величезний момент для нас, тому що ми не лише показали, що двигун працює, а й досягли цільових рівнів потужності. І ми знаємо, що ми маємо хороший випробувальний майданчик для початку розв'язання проблем масштабування".
Запущено
Електричні рухові установки використовують магнітні поля та електричні струми для розгону палива до високих швидкостей. За даними НАСА цей тип двигуна споживає до 90% менше палива, ніж традиційні хімічні ракети з високою тягою.
Сучасні електричні двигуни використовують сонячну енергію для розгону палива, досягаючи високих швидкостей з часом внаслідок низької безперервної тяги. Нещодавно випробуваний НАСА електромагнітний двигун, навпаки, працює на парах металевого літію. Магнітоплазмодинамічний (МПД) двигун з живленням літієм використовує високі струми, що взаємодіють з магнітним полем, для електромагнітного прискорення літієвої плазми.
За даними НАСА, двигуни на літії потенційно можуть працювати на високих рівнях потужності, ефективно використовуючи паливо і забезпечуючи більшу тягу, ніж електричні двигуни, що використовуються в цей час. Після повної розробки та сполучення з ядерним джерелом енергії, МПД може допомогти зменшити стартову масу для підтримки більших корисних навантажень у пілотованих місіях на Марс.
У ході випробувань електричний двигун був поміщений у 8-метрову вакуумну камеру з водяним охолодженням у Лабораторії електричних двигунів Лабораторії реактивного руху (JPL). Інженери запустили двигун та спостерігали за його роботою. За п'ять запусків двигун досяг температури понад 2800 градусів за Цельсієм (5000 градусів за Фаренгейтом). Зовнішній електрод двигуна, що має форму сопла, випромінював яскраво-червоний шлейф, а вольфрамовий електрод у його центрі світився яскраво-білим світлом.
Квиток на Марс?
Лабораторія реактивного руху НАСА (JPL) останні два з половиною роки розробляє двигун MPD у співпраці з Принстонським університетом та дослідницьким центром імені Гленна НАСА. Робота фінансується проєктом НАСА з ядерних рухових установок у космосі з метою запуску пілотованої місії на Марс шляхом підтримки програми ядерно-електричної рухової установки мегаватного класу.
"У НАСА ми працюємо над багатьма речами одночасно, і ми не залишаємо уваги Марс", — заявив адміністратор НАСА Джаред Айзекман у своїй заяві. "Успішне виконання випробувань нашого двигуна демонструє реальний прогрес на шляху до відряджання американського астронавта на Червону планету".
Дані, отримані під час першої демонстрації, допоможуть у майбутній серії випробувань електромагнітного двигуна. Найближчими роками команда прагне досягти потужності від 500 кіловатів до 1 мегавата на один двигун.
Для запуску пілотованого космічного корабля на Марс може знадобитися від 2 до 4 мегават потужності, що означає роботу кількох двигунів MPD понад 23 000 годин. Це проблема, оскільки обладнання працює при високих температурах, і команді необхідно довести, що компоненти двигунів можуть витримувати високу температуру протягом кількох годин під час випробувань.
"Ми продовжимо робити стратегічні інвестиції, які забезпечать цей наступний гігантський стрибок", - додав Айзекман.
