Motoarele spațiului viitorului
Crearea motorului cu ioni
Noi prodolzhayem spune despre tipurile de motoare.
Problema deplasării în spațiu se confruntă cu omenirea de la începutul zborurilor orbitale. O racheta care iese de pe pamant isi petrece aproape tot combustibilul, plus acceleratoarele si stadiile. Și dacă racheta poate fi încă ruptă de la sol, umplându-o cu o cantitate uriașă de combustibil, la cosmodrom, atunci pur și simplu nicăieri și nimic nu se umple în spațiul deschis. Dar, după ce ați intrat pe orbită, trebuie să continuați. Dar nu există combustibil.
Și aceasta este principala problemă a cosmonauticii moderne. Arunca pe navă orbită cu o capacitate de combustibil pentru luna este încă posibil, în conformitate cu această teorie se bazează pe planurile Lunii pentru a stabili realimentare de bază „cu rază lungă de“ nave spațiale, care zboară spre Marte, spre exemplu. Dar este prea complicat.
Dispozitiv cu motor cu plasmă ionică
Principiul motorului cu plasmă este că corpul de lucru este combustibil necombustibil, ca și în motoarele cu jet. fluxul de ioni accelerat de câmpul magnetic la viteze nebune.
Sursa de ioni este un gaz, este de obicei argon sau hidrogen, cu rezervorul de gaz este la începutul motorului, gaz de acolo este alimentat în camera de ionizare, se obține plasma rece, care este încălzit în următorul compartiment prin încălzire ion ciclotron rezonanță. După încălzire, plasma de mare energie este alimentat la o duză magnetică, unde se formează într-un flux de câmp magnetic, este dispersat și eliberat în mediul înconjurător. Astfel, este atinsă tracțiunea.
Deoarece motoarele cu plasmă parcurs un drum lung și sunt împărțite în mai multe tipuri de bază, motoare electrotermice, motoare electrostatice, motoare de curent sau magnetodynamic mari și motoarele de impuls.
La rândul lor, motoarele electrostatice sunt împărțite în ioni și plasmă (acceleratoare de particule pe o plasmă quasineutrală).
În acest articol vom scrie despre motoarele ionice moderne și evoluțiile lor promițătoare, deoarece, în opinia noastră, este în spatele lor viitorul flotei spațiale.
Motorul pe bază de ioni utilizează xenon sau mercur drept carburant. Primul motor ionic a fost denumit motor cu ioni electrostatici prin plasă.
Principiul funcționării sale este după cum urmează:
Xenonul este alimentat la ionizator. care, în sine, este neutră, dar ionizată prin bombardament de electroni cu energie înaltă. Astfel, în cameră se formează un amestec de ioni pozitivi și de electroni negativi. Pentru a "elimina" electronii în cameră, este tras un tub cu ochiuri catodice, care atrage electroni la sine.
Ionii pozitivi sunt atrași de sistemul de extracție format din 2 sau 3 grile. Între rețele este menținută o mare diferență în potențialele electrostatice (+1090 volți pe interior față de 225 în exteriorul). Ca urmare a intrării ionilor între grile, ele sunt accelerate și scoase în spațiu, accelerând nava, conform celei de-a treia legi a lui Newton.
Motoarele ionice ruse. Tuburile catodice direcționate spre duză sunt vizibile în totalitate
Electronii prinși în tubul catodic sunt evacuați din motor la un unghi ușor față de duza și fluxul de ioni. Acest lucru se întâmplă din două motive:
În primul rând, corpul navei rămâne încărcat în mod neutru și, în al doilea rând, astfel încât ionii "neutralizați" să nu fie atrași înapoi la navă.
Un lucru este că motoarele cu rău-ion au o tracțiune foarte mică, aproximativ 50-100 milioane de ani, ceea ce este absolut inadecvat atunci când se mișcă în atmosfera Pământului. Dar în spațiul exterior, unde practic nu există rezistență, motorul cu ioni poate atinge viteze semnificative cu overclocking lung. Creșterea totală a vitezei pentru întreaga durată a misiunii Dawn este de aproximativ 10 kilometri pe secundă.
Testarea motorului cu motor pentru navele Deep Space
Testele recente efectuate de Compania americana Ad Astra Rocket, realizat într-o cameră de vid a arătat că noul lor motor Magnetoplasma cu impuls specific variabil „(Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) VASIMR VX-200 poate furniza tracțiune are 5 newtoni.
A doua întrebare este energia electrică. Același VX-200 consumă 201 kW de energie. Nu există suficientă energie solară pentru un astfel de motor. Prin urmare, este necesar să se inventeze noi modalități de obținere a energiei în spațiu. Există două moduri - baterie reumplut de exemplu tritiu, pe orbita cu nava sau un reactor nuclear autonom, care va alimenta nava în timpul zborului.
În cel de-al doilea caz, în condițiile spațiului și temperaturilor sale scăzute, proiectul unei nave cu un reactor termonuclear la bord pare mai interesant, dar până în prezent NASA dezvoltă doar un reactor nuclear.
Aceste studii sunt realizate în cadrul proiectului Prometheus. Planurile NASA de a lansa în sistemul solar o sondă nucleară echipată cu motoare puternice de ioni alimentate de un reactor nuclear de la bord.
Înregistrări similare:
