3DNews Технологии и рынок IT. Новости космос В Китае тайно испытывают ионные двигател… Самое интересное в обзорах 03.06.2021 [10:13], Геннадий Детинич В Китае без привлечения лишнего внимания проходят испытания ионных двигателей для космических аппаратов, сообщают местные источники. Опытный 50-кВт двигатель HET-3000 проработал на номинальной мощности более 11 месяцев, обещая заложить фундамент для пилотируемых миссий на Марс и для запуска космических аппаратов в глубокий космос. Работа ионных двигателей. Источник изображения: scmp.com Строящаяся Китаем орбитальная станция Тяньгун будет удерживаться на заданной орбите благодаря четырём ионным двигателям на эффекте Холла — это двигатели LHT-100 с тягой 80 мН. Фактически станция станет первым пилотируемым космическим объектом, который использует ионные двигатели. Отказ от химических ракетных двигателей позволит существенно сократить потребность в топливе и сделает полёты к Марсу более быстрыми — около 39 дней с использованием 200-МВт двигателя и, что немаловажно, полёт будет не такими затратным по ресурсам. Вместо топлива можно будет взять дополнительное оборудование или отправить в полёт небольшой космический корабль. Например, на год обслуживания станции Тяньгун потребуется менее 400 кг топлива, тогда как МКС для удержания на орбите в год требует около 4 тонн топлива. Разработками перспективных ионных двигателей в Китае занимается закрытый институт в Шанхае. Для полётов в дальний космос и для налаживания транспортного сообщения с Луной и Марсом там разрабатываются перспективные ионные двигатели на эффекте Холла мощностью от 5 МВт до 500 МВт. Перед учёными стоит задача создать силовые установки, которые не разрушались бы под воздействием мощного ионного ветра, для чего разрабатываются специальные керамические покрытия и силовые магнитные экраны. Принцип работы электрического ракетного двигателя на эффекте Холла. Источник изображения: JAXA В России также считают ионные двигатели перспективным направлением. Пятьдесят лет назад такие двигатели первым начал использовать в космонавтике СССР и сегодня в России продолжают эту традицию, проектируя всё более и более мощные ионные ракетные двигатели. Источник: Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER. Материалы по теме Постоянный URL: https://3dnews.ru/1041117/v-kitae-tayno-ispitivayut-ionnie-dvigateli-dlya-polyotov-k-marsu-i-dalshe Рубрики: Теги: ← В |
До этого подобными силовыми установками оснащались только автоматические станции и спутники.
Тестовый прогон двигателя HET-3000 в течение 8 240 часов показал, что новые двигатели способны обеспечить не менее 15 лет эксплуатации силовой системы, что необходимо для дальних полётов.Российские учёные изобрели ракетный двигатель нового поколения, превосходящий аналоги в 10 раз
В последние десятилетия освоение космоса сталкивается с множеством препятствий, а обыватели уверены, что всё дело в недостатке денег и инициативы.
Вполне возможно, что Илону Маску и удастся достичь некоторых результатов, вот только цена этого будет несоизмеримо больше, чем человечество готово заплатить. Дело в том, что все современные ракеты и космические корабли используют химическое топливо, которое составляет большую часть веса самого звездолёта. Мало того, такое топливо неэффективно, поэтому не способно доставить нас на далёкие звёзды. Сюда же прибавьте относительно низкую скорость и взрывоопасность, что в условиях космоса грозит полным крахом для любой миссии.
Одним из перспективных ракетных двигателей считается ионный. Подобные агрегаты используются много десятилетий, но так и не получили широкого распространения по целому ряду причин. Эксперты отмечают, что есть все основания полагать, что будущее космических полётов за геликонными двигателями. Если вас интересуют подробности, то милости просим на Хабр, а мы кратко поясним, что эффективность подобного двигателя может оказаться на порядок (в 10 раз и больше) выше традиционных ракетных агрегатов, а в качестве источника задействуется не только водород или аргон, но и азот, либо многие другие газы, которые считаются широко распространёнными во Вселенной.
Таким образом человечеству не нужно будет пытаться добыть воду, а после превратить её в водород для дозаправки, ведь необходимое топливо окажется буквально везде.
До создания полнофункционального прототипа ещё далеко, поскольку геликонные двигатели с циклотронным ускорением плазмы в осевом магнитном поле имеют критические инженерные недостатки, которые не позволяют воспринимать их всерьёз. В первую очередь речь идёт об огромной массе самих магнитов, которые снижают общую эффективность системы, занимая значительную часть свободного места, сильно перегружая ракету. Как стало известно, российские специалисты, работающие в Ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С. П. Королёва, предложили кардинально новую конструкцию, получившую название магнитоплазменного электроракетного двигателя для космических аппаратов. Информация подтверждается Роскосмосом.
В качестве решения предлагается заменить гигантские магниты катушкой со специальной проволокой, созданной из ферромагнитных материалов.
Это снизит вес ракетного двигателя и его массу, поскольку именно катушка будет выполнять задачи рабочего тела. Пока это только патент, но российские учёные полагают, что в будущем один из таких двигателей способен стать основой для создания космических кораблей. Он будет доставлять людей на Марс и другие планеты, сделав освоение Солнечной системы более безопасным и быстрым.
рекомендации
Поскольку подобные двигатели потребляют минимальное количество топлива, то дальность полёта будет намного дальше, чем могут пролететь агрегаты текущего поколения. Кто-то уже называет такие разработки вечными двигателями, но проблема в том, что в конечном итоге им всё равно нужно топливо, хотя добыть его будет и относительно просто. Источник информации.
Этот материал написан посетителем сайта, и за него начислено вознаграждение.
Концепции двигателей сверхбыстрых космических кораблей (изображения)
Dreams of Warp Drive
Деформационный двигатель Star Trek со сверхсветовой скоростью — это идея, от которой не хотят отказываться даже серьезные ученые.
Гарольд Уайт
Кольцеобразный варп-двигатель может транспортировать звездолет в форме футбольного мяча (в центре) до эффективной скорости, превышающей скорость света. Концепция была впервые предложена мексиканским физиком Мигелем Алькубьерре.
Проект Орион: ядерный импульсный двигатель
НАСА
Проект НАСА «Орион», который был начат в 1958 году, предлагал приводить в движение космический корабль путем взрыва серии атомных бомб позади корабля, концепция, известная как импульсное ядерное движение.
Daedalus Ignition
Adrian Mann
В 1970-х годах проект Daedalus предлагал использовать для питания космического корабля ракету с ядерным синтезом.
Термоядерная ракета на Марс
Вашингтонский университет, MSNW
Концептуальное изображение космического корабля, приводимого в движение ракетой с термоядерным двигателем. На этом изображении экипаж будет находиться в самой передней камере. Солнечные панели по бокам будут собирать энергию, чтобы инициировать процесс, создающий термоядерный синтез.
Испытательная камера для ракет с ядерным синтезом
Вашингтонский университет, MSNW
Испытательная камера для ракет с ядерным двигателем в Лаборатории плазменной динамики UW в Редмонде. Зеленая вакуумная камера окружена двумя большими высокопрочными алюминиевыми магнитами. Эти магниты питаются от накопительных конденсаторов через множество подключенных к ним кабелей. Изображение добавлено 10 апреля 2013 г.
Двигатель на антиматерии
Центр космических полетов НАСА/Маршалла
Художественная концепция двигателя на антиматерии, который будет использовать огромную энергию, высвобождаемую при встрече антиматерии и материи.
Солнечный парус в космосе
L’Garde
Проект Sunjammer, который планируется запустить в 2014 году, продемонстрирует «бестопливное движение», обеспечиваемое солнечными парусами.
Прототип солнечного паруса Sunjammer
НАСА и L’Garde
Ранний прототип солнечного паруса L’Garde оценивается в вакуумной камере на объекте Плам-Брук Исследовательского центра Гленна НАСА в Сандаски, штат Огайо.
Этот тестовый образец составляет четверть размера паруса, который компания планирует запустить в 2016 году.0005
Межзвездная исследовательская ракета из вакуума на антивеществе
Адриан Манн
VARIES – Межзвездная исследовательская система из вакуума в антивещество. пустое пространство создало бы частицы антивещества, которые можно было бы хранить и использовать в качестве топлива. Этот процесс будет использоваться в пункте назначения транспортного средства для производства топлива для обратного пути.
Icarus Pathfinder
Адриан Манн
Потенциальный космический корабль под названием Icarus Pathfinder будет оснащен электромагнитными двигателями VASIMR (Магнитоплазменная ракета с переменным удельным импульсом), что позволит ему подняться на расстояние, в 1000 раз превышающее расстояние от Земли до Солнца.
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: community@space.
com.
Space.com — главный источник новостей об исследованиях космоса, инновациях и астрономии, ведающий хроникой (и отмечающий) продолжающееся расширение человечества за последние рубежи. Первоначально основан в 1999, Space.com был и всегда был страстью писателей и редакторов, которые являются фанатами космоса, а также подготовленными журналистами. Наша текущая команда новостей состоит из главного редактора Тарика Малика; Редактор Ханнеке Вейтеринг, старший космический писатель Майк Уолл; старший сценарист Меган Бартелс; Старший писатель Челси Год, старший писатель Тереза Пултарова и штатный писатель Александр Кокс, специализирующиеся на электронной коммерции. Старший продюсер Стив Спалета наблюдает за нашими космическими видео, а Дайана Уиткрофт является нашим редактором социальных сетей.
Преодолеть 1 миллион миль в час с усовершенствованной силовой установкой
Прорыв в области усовершенствованной силовой установки уже близок. Космические аппараты годами застряли на медленных скоростях химических ракет и на слабых ионных двигателях на десятилетия.
Однако до 2050 года возможны скорости более миллиона миль в час. Есть удивительные новые инновации с технически осуществимыми проектами.
Институт передовых концепций НАСА (NIAC) финансирует две концепции с высоким потенциалом. Новые ионные накопители могли бы иметь в десять раз лучше с точки зрения ISP и уровней мощности в десять тысяч раз выше. Разрабатываются двигатели на антиматерии и ионные двигатели мощностью в несколько мегаватт.
Это написано Брайаном Ваном из Nextbigfuture. Брайан будет регулярно писать гостевые статьи для Universe Today.
Движение и скорость в космосе
Какой из созданных нами космических кораблей самый быстрый?
Космический корабль «Вояджер-1» движется со скоростью 38 000 миль в час (61 000 км/ч). В основном это было достигнуто с помощью химической ракеты, но также и с помощью гравитационной рогатки. Космические корабли Juno, Helios I и Helios II достигли скорости в диапазоне 150 000 миль в час, используя гравитационное ускорение.
Недавно запущенный Parker Solar Probe разгоняется до 430 000 миль в час, используя гравитацию Солнца.
Гравитационное ускорение может увеличить скорость космического корабля во много раз. Однако использование гравитации Юпитера и Солнца для увеличения скорости приводит к потере большого количества времени. Космическому кораблю требуется много месяцев, чтобы обогнуть Солнце и набрать скорость, прежде чем начать настоящую миссию.
Лучшая скорость и время полета химической ракеты
Заправка большой ракеты, такой как SpaceX BFR, может обеспечить удивительно хорошее время полета на Марс.
Многократные орбитальные дозаправки BFR SpaceX на высокой орбите могут максимизировать скорость BFR. Полностью заправленный SpaceX BFR сократит полет на Марс в один конец до 40 дней. Параболическая орбита будет использоваться вместо переноса Хомана.
Космические миссии на Марс были небольшими космическими кораблями. Вся миссия была запущена с Земли. Это означает, что большая часть топлива была использована для того, чтобы вывести систему с Земли.
Заключительный этап крошечный и медленный.
Заправляя SpaceX BFR на орбите, можно осуществить крупную космическую миссию на химическом топливе со скоростью до 10,0 км в секунду delta-V. Это примерно в 100 раз больше, чем предыдущие миссии с Земли на Марс, и в три раза быстрее.
Таблица скоростей движения
Скорости пороха сравниваются ниже. Усовершенствованная двигательная установка может работать в двадцать-пятьдесят раз быстрее, чем химические ракеты и существующие ионные двигатели.
Твердотопливная ракета-носитель космического корабля "Шаттл" 250 ISP 2500 метров в секунду. Жидкий кислород-жидкий водород 450 ISP 4400 метров в секунду. Ионный двигатель 3000 ISP 29 000 метров в секунду. Новый литий-ионный диск 50000 ISP со скоростью 480 000 метров в секунду (1,07 миллиона миль в час). Катализированный синтез Positron Dynamics 100000 ISP 980 000 метров в секунду (2,1 миллиона миль в час). Усовершенствованный катализированный синтез 1000000 ISP 9 800 000 метров в секунду.(21 миллион миль в час)
(21 миллион миль в час) Усовершенствованная двигательная установка: литий-ионные двигатели мощностью в несколько мегаватт
JPL (Лаборатория реактивного движения) проведет испытания литий-ионного двигателя 50000 ISP в течение 4 месяцев. Это часть второй фазы исследования НАСА NIAC по использованию лазеров для передачи 10 мегаватт мощности на новые ионные двигатели.
Многие люди не знают о последних достижениях в области более мощных лазеров. Военные США разрабатывают массивы лазеров, которые могут производить 100 киловатт в течение следующих 2 лет. Примерно к 2025 году у военных должны появиться лазерные установки мощностью в мегаватт.0005
Литий-ионные приводы с питанием от лазерного луча в десять раз быстрее, чем любой предыдущий ионный привод. Космическому кораблю с такой системой потребуется меньше года, чтобы добраться до Плутона.
Лаборатория реактивного движения строит и испытывает различные компоненты этой системы. Парус и ионные двигатели объединяются.
Трудная часть — лазеры с фазированной решеткой.
Они повышают испытательное напряжение до 6000 вольт, чтобы можно было напрямую управлять литий-ионными приводами. Прямой привод устраняет необходимость в большом количестве тяжелой электроники, которая снижает производительность.
Плотность энергии будет в сто раз выше, чем у солнечной энергии. Они уменьшат размер системы, используя длину волны лазера 300 нанометров вместо 1063 нанометров.
Литий-ионный привод мощностью в несколько мегаватт имеет технические проблемы. Тем не менее, хорошо финансируемый проект может быть успешным до 2040 года.0003
Компания Positron Dynamics передала информацию NIAC, а Брайан Ванг взял интервью у генерального директора Positron Dynamics Райана Вида.
Устранены проблемы с созданием и хранением антивещества. Изотопы криптона используются для генерации горячих позитронов. Больше изотопа можно получить, используя реакторы, производящие нейтроны. Это позволяет избежать проблемы создания антиматерии.