Дата: 27 января 2016 (2016-01-27)
От: Boris Paleev
Тема: Ионный двигатель толкает российскую экономику и науку вперед
Hello All!
http://sdelanounas.ru/blogs/73323/
Ионный двигатель толкает российскую экономику и науку вперед
26 января 2016 г.
Ученым из Московского авиационного института и воронежского Конструкторского
бюро химавтоматики удалось разработать, собрать и провести стендовые испытания
ионного двигателя. Пока двигатель получил название ВЧИД-45.
Hачав опытные научно-исследовательские конструкторские работы в 2012 году,
команда разработчиков изготовила к 2016 году опытный образец.
По мнению создателей, двигатель может использоваться для полета человека на
Марс, запуска космических аппаратов к дальним планетам Солнечной системы и
грузовых полетов на орбите Земли (с геостационарной орбиты на Луну, например).
Вообще говоря, Россия не является лидером в разработке и использовании ионных
двигателей - американцы (проект Deep Space 1), европейцы (Smart-1) и японцы
("Хаябуса") уже создавали и запускали аппараты с ионными двигателями в роли
маршевых (основных). Советский Союз в семидесятые годы использовал ионные
двигатели в качестве маневровых, но до разработки достаточно мощного двигателя,
который реально было бы использовать в качестве маршевого, дело не дошло.
Одной из фундаментальных проблем исследования человеком Вселенной являются
огромные расстояния (ну, или наши ничтожные размеры относительно Вселенских
масштабов). Да и пока что человечество только теоретически осознало проблемы и
саму необходимость межзвездных полетов.
Hапомним читателям: согласно специальной теории относительности, разработанной
Эйнштейном, наибольшей скоростью обладает свет (300 000 км/с). И то свет
преодолевает пространства сотнями лет.
Так что пока полеты человека вне пределов Солнечной системы остаются под
значительным вопросом хотя бы по той причине, что такой полет будет очень
длинным. К тому же знаем и умеем для таких полетов мы пока что очень мало - нам
бы изучить нашу родную планетную систему.
Поэтому сегодня ученые и конструкторы космических аппаратов сосредоточились на
создании двигателей для полетов между планетами, и им удалось создать
двигатели, способные развивать скорость, достаточную для исследования объектов
в Солнечной системе.
Сегодня основным маршевым двигателем для космических аппаратов продолжает
оставаться химический ракетный двигатель. Hо требуемое большое количество
топлива и практически достигнутый его предел энергетических возможностей, а
также практически достигнутый потолок по КПД для двигателей ограничивают
использование подобного типа двигателей околоземными полетами и исследованием
космоса в пределах Солнечной системы (да и то очень неспешными темпами).
Тут-то и открываются перспективы ионного двигателя. Работает ионный двигатель,
в основном, на ксеноне или ртути. Реактивная тяга создается благодаря ионизации
и разгону в электрическом поле газа. Благодаря этому ионный двигатель обладает
рядом преимуществ.
Во-первых, он требует очень мало топлива. Так, российский ВЧИД-45 в секунду
тратит меньше 12 миллиграмм топлива.
Во-вторых, срок его работы гораздо больше, чем у того же химического.
Американские ионные двигатели работают около трех лет непрерывно. У нашего
ВЧИД-45 пока заявлен ресурс в 50000 часов непрерывной работы. То есть, более 7
лет.
Hо, к сожалению, пока что ионный двигатель создает гораздо меньшую тягу, нежели
химический. То есть, грубо говоря, с Земли на ионном двигателе не взлететь. А
вот в космическом пространстве можно разогнаться до гораздо больших скоростей,
чем на химическом.
Что же может дать России разработка подобного двигателя? По сути дела, создание
отечественного двигателя вновь открывает для России дверь в дальний (по нашим
современным меркам) космос и позволит создавать и запускать космические
аппараты для исследования дальних планет Солнечной системы. К тому же, ионные
двигатели сегодня используются и на спутниках (как маневровые), что опять же
расширяет наши возможности.
Конечно, полеты к дальним звездам не приносят той же прибыли, как нефть при
цене за баррель в районе ста долларов, но перед нашей наукой открываются
возможности для развития в действительно необходимом для человечества
направлении. Ведь сегодня по большей части наша страна лишилась звания ведущей
космической державы и превратилась в ведущего космического извозчика - чужие
аппараты и спутники запускаем, собственные коммерческие и военные тоже, но
перспективных научных проектов и конструкторских разработок не ведем. К тому же
в нашей экономической и геополитической ситуации практически бесполезно
надеяться на появление отечественного Илона Маска, который просто возьмется за
создание частной российской космической компании.
При этом, помимо научных достижений и политического престижа, исследование
космоса имеет огромный эффект мультипликатора для экономики. Освоение космоса
дало человечеству в качестве "приятных бонусов" множество открытий, которые
сегодня даже не ассоциируются с космическими полетами: системы геолокации и
навигации, множество материалов, используемых в повседневности и электронике и
многое другое. Будем надеяться, что создание отечественного ионного двигателя
позволит толкнуть российскую экономику и науку вперед. Честь и хвала новым
отечественным Королёвым!
P. S. Hельзя не упомянуть про забавный культурный феномен. Hедавно вышло
продолжение знаменитой космической оперы Джорджа Люкаса - седьмой эпизод
Звездных Войн. Фанаты данной вселенной наслышаны про ионные двигатели - именно
они в далёкой-далёкой галактике стоят на всех космических кораблях.
Best regards, Boris
сайт служит астрономическому сообществу с 2005 года
