Новости проектов освоения дальнего космоса

[Vadims]

Доктор имел ввиду другое - непосредственный нагрев рабочего тела в активной зоне и выброс его через сопло в космос.

Такие для марсианских планов при сравнении сейчас даже не рассматриваются. Видимо, связка ЯЭУ+ЭРД значительно лучше, чем ЯРД.

[Vadims]

В качестве энергодвигательного обеспе-
чения марсианской пилотируемой экспеди-
ции в настоящей работе рассматривалась
ядерная электроракетная двигательная
установка (ЯЭРДУ), обладающая рядом
преимуществ по сравнению с другими типа-
ми энергодвигательных комплексов (ЭДК). 
Преимущества применения ЯЭРДУ по срав-
нению с ЭДК на базе жидкостных и ядерных 
ракетных двигателей (ЖРД и ЯРД) обуслов-
лены высоким удельным импульсом тяги, 
а по сравнению с солнечной электроракет-
ной двигательной установкой ЯЭРДУ обла-
дают мощностью, независимой от расстоя-
ния до Солнца.

https://www.energia.ru/ktt/archive/2016/04-2016/04-08.pdf

[Vadims]

Бизнес мечты: как заработать на колонизация Луны и Марса


Фото Lunar / Mars Greenhouse

Около 2000 побочных изобретений NASA нашли применение в повседневной жизни, еще больше новых технологий появится, если начнется активная колонизация других планет

Несколько дней назад один из моих собеседников в социальных сетях с жаром доказывал, что расходы на колонизацию Луны и Марса никогда не окупятся. Действительно, чаще всего мы слышим о том, сколько стоит запуск ракеты и содержание МКС, поэтому пилотируемая космонавтика представляется скорее роскошью, чем необходимостью. Если выгода от спутников в наше время очевидна, то в случае Красной планеты одни только транспортные расходы вызывают сомнения: стоит ли браться за это предприятие?

История освоения космоса показывает: безусловно, стоит. С 1976 года NASA издает ежегодник «Spinoff», посвященный побочным продуктам деятельности агентства. Около 2000 изобретений, разработанных NASA в том числе вместе с частными компаниями, нашли применение в повседневной жизни. Если прибавить к ним европейские и советские (российские) изобретения, получится внушительное количество технологий и соответствующий оборот денежных средств — например, матрасы и подушки с эффектом памяти уверенно держатся в лидерах продаж, а в вашем смартфоне наверняка есть камера с матрицей, сделанной на основе технологии NASA.

Еще больше спин-офф продуктов принесет колонизация планет. Какие направления будут развиваться наиболее активно?

Роботы

Каждый день приносит новости с переднего края робототехники. Не остаются без внимания и перспективы освоения планет Солнечной системы.

Специалисты космического центра имени Джонсона (NASA), который занимается разработками в сфере пилотируемых космических полетов, сконструировали робота Валькирия (Valkyrie). Это прямоходящий робот, способный переносить и соединять предметы. Его манипуляторы заканчиваются сменными насадками. Создатели робота предполагают, что он будет готовить площадку для будущей марсианской базы и участвовать в строительстве.

Немецкий робот Джастин (Justin) представляет собой человекоподобный торс на четырех колесах. Помимо таких «важных» способностей, как умение ловить летящие предметы, делать и пересылать фотографии, он обладает умением выполнять мелкий ремонт. На испытаниях Джастин за несколько минут успешно починил вышедшую из строя солнечную батарею.

    Системный подход: почему лунный модуль в 15 раз дороже золота с таким же весом

На первый взгляд кажется, что искусственный интеллект начал триумфальное шествие по свету. Но суть в том, что все эти роботы — единичные, довольно дорогие экземпляры, а так называемый искусственный интеллект во многом зависит от сообразительности конкретной группы программистов. Следовательно, открывается широкое поле деятельности для частных предпринимателей, которые наладят производство как роботов в целом, так и отдельных элементов.

Человекоподобный автономный робот способен произвести впечатление на инвесторов, однако понадобится множество более простых роботов: разведчиков, грузчиков, носильщиков. Все эти роботы, безусловно, уже сейчас востребованы на Земле, например, для работы в тяжелых условиях или на опасных объектах.

3D-печать

Во внеземных колониях 3D-принтер станет одним из предметов первой необходимости. Понадобится широкий спектр принтеров: от промышленных до бытовых. Одни будут печатать пластиковые тарелки, другие — детали сложных механизмов, третьи — жилища колонистов. Сейчас на МКС успешно проходят испытания 3D-принтеры компании Made In Space, работающие в невесомости. MIS также разработала принтеры, которые способны функционировать в условиях открытого космоса.

Мы работаем над технологией печати крупногабаритных конструкций в космосе, что с одной стороны, позволит многие вещи производить в космосе, а не выводить с помощью дорогостоящего пуска с Земли. А с другой — мы уже столкнулись с запросами на печать больших конструкций на Земле, в основном деталей для самолетов, автомобилей. Что касается постройки жилищ из лунного и марсианского грунта, то представлено уже несколько проектов, как американских, так и европейских.

    Дом на Луне: жилье в космосе будут печатать на 3D-принтере

Но чем хуже земной грунт? Технологии строительства с помощью 3D-принтеров применимы и на Земле, особенно актуальны они будут в труднодоступных районах.

Теплицы

Современная теплица — это сложный технологический комплекс, напичканный механизмами и датчиками. Он функционирует 24 часа в сутки и дает урожай круглый год, причем урожайность такая, которая и не снилась фермерам прошлого. Освещается теплица светодиодными лампами, растения выращивают на гидропонике. Поэтому приспособить существующие технологии для внеземных колоний не составит особого труда.

Специально для будущих лунных и марсианских баз NASA создало надувные теплицы Lunar/Mars Greenhouse. Предполагается, что они будут использовать местную воду, полученную из грунта. Возможно, их установят под поверхностью, тогда они будут освещаться светодиодами.

    Из 3D-принтера на орбиту и еще 7 самых ожидаемых космических событий

Хорошим примером околокосмического бизнеса может послужить проект Mars One. Далеко не все верят, что у его основателя Баса Лансдорпа получится отправить колонистов на Марс, еще меньше людей верят, что колонисты смогут там выжить. Но пока спорят, шарлатан Лансдорп или нет, он уже успешно растит овощи в аналоге марсианской почвы. Так что, когда на Марсе появятся базы, скорее всего, технологию выращивания сельскохозяйственных культур закупят у предприимчивого голландца и его коллег. Это даст дополнительную рекламу знаменитым на весь мир голландским теплицам.

Медицина

Вряд ли те, кто покупает в аптеке «Мирамистин», знают, что он появился на свет как антисептик широкого действия для орбитальных станций. Инсулиновая помпа, избавляющая диабетика от необходимости каждый раз вводить себе инсулин шприцем, а в некоторых моделях — и от необходимости каждый раз измерять уровень сахара в крови, стала побочным продуктом приборов для удаленной диагностики астронавтов.

Удаленная диагностика и лечение, роботы-хирурги, производство лекарств в невесомости (или при низкой гравитации) — эти важные для внеземных колоний направления сейчас активно развиваются. Планируется, что в недалеком будущем ученые научатся выращивать из клеток жизнеспособные органы, и уже сейчас на 3D-принтере печатают импланты нового поколения, близкие по качествам к человеческим тканям.

Информационные технологии и связь

Для всех этих чудес техники нужно программное обеспечение, которое разрабатывают как гигантские корпорации, так и микропредприятия, и даже индивидуальные предприниматели. Повысятся требования к информационной безопасности, а, значит, будут востребованы компании, специализирующиеся на защите информации. Будут разрабатываться системы связи сверхвысокой пропускной способности и технологии передачи сигнала с Марса на Землю без потерь.

Реклама

В 1997 году израильская компания Tnuva, производитель молочной продукции, стала первой, снявшей в космосе рекламный ролик — он был записан на орбитальной станции «Мир». В 2001 году компания Pizza Hut первой доставила на МКС пиццу. И буквально на днях с большой шумихой в направлении Марса улетел автомобиль Илона Маска Tesla Roadster. Несомненно, это увеличит продажи пока убыточной компании Tesla. А участие в космических программах известных компаний, таких, как Coca-Cola или Nestle, в свою очередь, привлечет внимание к космосу.

Развлечения

Первое, что приходит в голову, — туризм. Пока известно о планах SpaceX  отправить туристов в беспосадочный полет вокруг Луны, но когда появятся лунные и марсианские колонии, в них следует заранее предусмотреть гостиницы!

Прочее ограничивается только фантазией предпринимателей. Возможно, вначале потребителю предложат удаленное путешествие по другой планете «в шкуре» робота-аватара или возможность заглянуть в установленный на Луне телескоп. Со временем простые развлечения останутся для тех, кто не сможет позволить себе турпоездку на Луну или Марс. А для путешественников появится развитая инфраструктура с парками развлечений, «марсианскими» ресторанами и продажей сувениров.

Киноиндустрия получит возможность проводить натурные съемки на Луне и Марсе. Через какое-то время интерес к ним пройдет, но первые, кто воспользуется этим шансом, окупят немалые расходы (хотя бы за счет product placement) и войдут в историю кинематографа.

Это лишь несколько отраслей, в которых можно будет разбогатеть на колонизации Луны и Марса. Кроме них, откроются перспективы в энергетике и транспорте, микробиологии, производстве новых материалов, в индустрии компьютерных игр. И не стоит забывать о таком направлении, как выпуск памятных монет, марок, сувениров с «марсианской» символикой, моделей ракет и космических аппаратов.

http://www.forbes.ru/tehnologii/357453-biznes-mechty-kak-zarabotat-na-kolonizaciya-luny-i-marsa

[crazy_terraformer]

Доктор имел ввиду другое - непосредственный нагрев рабочего тела в активной зоне и выброс его через сопло в космос.

Такие для марсианских планов при сравнении сейчас даже не рассматриваются. Видимо, связка ЯЭУ+ЭРД значительно лучше, чем ЯРД.

Свои же полотна не читаете?!

NASA возвращается к идее ядерного двигателя для космических кораблей

Стремление отправить человека на Марс заставило NASA стряхнуть пыль с технологии, которую отложили на полку еще в 1970-х — ядерного двигателя для космических кораблей. Разработка реактора и топлива для такого двигателя, предназначенного для полетов в глубоком космосе, поручена компании BWXT Nuclear Energy.

Компания BWXT — наследница Babcock & Wilcox...в последние десятилетия занималась исследованиями надежности ядерных ракетных двигателей. В отличие от традиционных ракетных двигателей, сжигающих топливо для создания тяги, в ядерной системе для нагрева рабочего тела (обычно жидкого водорода) используется непосредственно реактор. Водород выбрасывается через сопло, двигая космический корабль вперед. Это позволяет удвоить эффективность использования топлива, а значит — уменьшить размеры ракеты и сократить время полета, говорит Стивен Хейстер, профессор аэронавтики и астронавтики Университета Пердью. «Этот фактор невероятно важен, особенно для очень сложных миссий, для которых требуется много топлива, таких как полет на Марс», — говорит он.

Ядерный ракетный двигатель позволит прервать миссию и возобновить ее даже спустя несколько месяцев, говорит Джеффри Шихи, главный инженер NASA. «Новизна этой конструкции реактора снижает объем топлива, необходимого для выполнения импульсных маневров. Можно будет перезапускать двигатель несколько раз», — поясняет он. И хотя космонавтам придется находиться в защищенном от радиации отсеке, они будут меньше подвержены космическому излучению, поскольку время полета сократится.

Хотя рано еще говорить о том, что США возвращается к космической гонке, которую вели во время Холодной войны, эта сделка свидетельствует о том, что Штаты снова начали обдумывать идею, к которой в свое время обращались СССР и Китай....

[Доктор Грим]

Вполне возможны как раз межпланетные, ибо существует определенный температурный предел существования материалов в твердом состоянии, т.е. химией и атомом можно греть истекающие газы практически до одной температуры,чтобы они не испарили сопло. На камеру сгорания химической ракеты действуют только высокие температуры, а на материалы окружающие ядерное топливо ещё и радиация.
Единственный и существенный плюс ядерных ракет использование в качестве рабочего тела лёгкого водорода.
E=MH2OvH2O2/2
E=MH2vH22/2
MH2O/MH2=vH22/vH2O2
vH2/vH2O=(MH2O/MH2)0,5=(18,01528/2,0160)0,5=2,98934
Скорость истечения водорода выше скорости истечения любого газа одинаковой с ним температуры, и масса водорода меньше. Т.е. можно взять или больше водорода и улететь дальше, либо больше полезной нагрузки.

Доктор имел ввиду другое - непосредственный нагрев рабочего тела в активной зоне и выброс его через сопло в космос.

Доктор имел в виду, что ядерный двигатель, позвоялет развить действительно высокую скорость и долететь до Марса хотя бы за месяц. Чтобы астронавты по дороге не сдохли.... Нет, не от радиации. А от банального голода, жажды и недостатка кислорода.

Но для это придется собирать на орбите вот такую махину:

Корабль для полета на Марс, по любому придется собирать на орбите.

[bob]

Вполне возможны как раз межпланетные, ибо существует определенный температурный предел существования материалов в твердом состоянии, т.е. химией и атомом можно греть истекающие газы практически до одной температуры,чтобы они не испарили сопло. На камеру сгорания химической ракеты действуют только высокие температуры, а на материалы окружающие ядерное топливо ещё и радиация.
Единственный и существенный плюс ядерных ракет использование в качестве рабочего тела лёгкого водорода.
E=MH2OvH2O2/2
E=MH2vH22/2
MH2O/MH2=vH22/vH2O2
vH2/vH2O=(MH2O/MH2)0,5=(18,01528/2,0160)0,5=2,98934
Скорость истечения водорода выше скорости истечения любого газа одинаковой с ним температуры, и масса водорода меньше. Т.е. можно взять или больше водорода и улететь дальше, либо больше полезной нагрузки.

Водород занимает даже в сжиженном состоянии очень большие объёмы. У ракеты на водороде из-за этого получаются большие тяжёлые баки. Так что тоже не вариант. Эффективность проточного ядерного двигателя, где газ непосредственно касается стенок, в любом варианте не намного выше, чем у ЖРД. Именно потому, что термостойкость материалов не позволяет пойти выше. Температуру существенно выше, чем в ЖРД, в ЯРД длительное время держать нельзя.

[sharp]

У ракеты на водороде из-за этого получаются большие тяжёлые баки.

Но самого водорода нужно меньше, за счет более высокого удельного импульса.

Эффективность проточного ядерного двигателя, где газ непосредственно касается стенок, в любом варианте не намного выше, чем у ЖРД. Именно потому, что термостойкость материалов не позволяет пойти выше. Температуру существенно выше, чем в ЖРД, в ЯРД длительное время держать нельзя.

Существуют термостойкие материалы с температурой плавления около 3800С. Вполне можно использовать их, и греть газ примерно до 3000С.

[bob]

Эффективность проточного ядерного двигателя, где газ непосредственно касается стенок, в любом варианте не намного выше, чем у ЖРД. Именно потому, что термостойкость материалов не позволяет пойти выше. Температуру существенно выше, чем в ЖРД, в ЯРД длительное время держать нельзя.

Существуют термостойкие материалы с температурой плавления около 3800С. Вполне можно использовать их, и греть газ примерно до 3000С.

Это не сильно поможет. Вот, про ЖРД:
"...В камере сгорания она соединяется с разогретым, прошедшим рубашку охлаждения керосином, и теперь уж пламя бушует вовсю: давление хоть и падает до 250 атм, но температура достигает 3500°С! При этом на стенках (мы уже знаем почему) она примерно на 2800°С ниже. Газ вырывается из сопла с удельным импульсом 330 с и создает тягу 800 т/с (при массе двигателя — около 11 т)..."
https://is2006.livejournal.com/533563.html
В том и дело, что ЖРД находятся на том же пороге. И там давно спасаются только абляцией, разными хитрыми способами охлаждения стенок. Но стенки реактора-то мы если охладим, у нас к.п.д. упадёт. Мы же ими греем. Понимаете? Причём, всё это может работать всё равно не больше десятков минут. Дальше движки прогорают, какими ухищрениями ни пользуйся. А реактор-то работает в любом случае дольше. Так что проблема всё равно стоит. Поэтому и ионники, и магнитоплазма и прочее. Рабочему телу ЯРД нельзя давать лизать стенки реактора и сопла. Сопла даже струю из ЖРД очень плохо выдерживают. На грани фола.

[Vadims]

Свои же полотна не читаете?!

Увидел это сразу, но подумал что это журналистское искажение - это же пересказ новости, а не официальный релиз. В нем могло быть несколько иное, а они так интерпретировали. Подобное уже случалось и не раз. Соответственно, журналисты опрашивали своих экспертов уже о ЯРД. Надо найти первоисточник новости. К тому же я не мог не заметить, что ЯРД и ЯЭРДУ это одно и то же в понимании этих журнаглистов:

Например, Росатом планирует в этом году тестировать прототип ядерного двигателя для космических аппаратов, способных отправиться на Марс.

То есть они ядерным двигателем назвали российский электрический реактор для ЯЭРДУ.

[sharp]

В том и дело, что ЖРД находятся на том же пороге.

Ну так и в чем проблема? Температурный режим одинаковый что для ЖРД, что для водорода. Просто вместо камеры сгорания будет камера нагрева, где водород греется до 3000-3500 градусов от реактора. В 2-3 раза бОльший удельный импульс достигается за счет крайне высокой удельной теплоемкости водорода.

Рабочему телу ЯРД нельзя давать лизать стенки реактора

А это кто сказал? Реактор в любом случае нуждается в теплоотводе. Только вместо замкнутого тока теплоносителя как в классическом реакторе, будет поток жидкого водорода, с нагревом уносящего тепло и затем покидающего ракету как рабочее тело.

[bob]

Температурный режим одинаковый что для ЖРД, что для водорода. Просто вместо камеры сгорания будет камера нагрева, где водород греется до 3000-3500 градусов от реактора.

Ну, сгорит Ваш реактор за несколько минут такой работы. Если сопло ещё можно защитить обдувом стенок холодным рабочим телом или абляцией, как в ЖРД, то реактор-то мы так не защитим. Мы от него, собственно, тепло и получаем. А удельный импульс будет как у ЖРД в точности. В этом непреодолимый минус таких схем как "ядерная лампа" или просто твердофазного или жидкофазного ЯРД с прокачкой рабочего тела через активную зону, как с соприкосновением с ядерным материалом, так и без соприкосновения, через стенку. Так что ионник или магнитоплазмодинамик совершенно неизбежен, если мы хотим получать высокий УИ и экономить на баках с рабочим телом.

[sharp]

Ну, сгорит Ваш реактор за несколько минут такой работы.

Интересно, почему электродуговые печи не сгорают, а реактор непременно сгорит?

А удельный импульс будет как у ЖРД в точности.

Обоснуйте?
И дам вам ссылку на одну работу для ознакомления:
http://web.archive.org/web/20050317145452/http://www.newworlds.com/reports/PUR-12.PDF

ионник или магнитоплазмодинамик совершенно неизбежен, если мы хотим получать высокий УИ и экономить на баках с рабочим телом.

Для межпланетных перелетов ЯРД может оказаться эффективнее ЯЭРД, потому что оптимальный УИ как раз около 10-15 км/с. Ионники нужны там где требуется более высокий УИ, либо для малых зондов без реактора.

[Vadims]

На картинке среди недостатков схемы с ЖРД приводится:

"Необходимость длительного хранения больших масс водорода при сборке и полете МЭК"

А что за проблемы с хранением, и относится ли это к ЯРД?

[bob]

Для межпланетных перелетов ЯРД может оказаться эффективнее ЯЭРД, потому что оптимальный УИ как раз около 10-15 км/с. Ионники нужны там где требуется более высокий УИ, либо для малых зондов без реактора.

Причём здесь "без реактора"? Без реактора это только ЭРД коррекции и ориентации, но никак не маршевые. Ионники имеют слишком малую тягу. Это их минус. Поэтому они бесполезны для снижения времени полёта на малых дистанциях, где-то до орбиты Юпитера. Но вот на магнитоплазмодинамические движки настоятельно рекомендую обратить внимание. Это движки практически средней тяги без контакта рабочего тела со стенками. Работают до десятков часов. УИ почти как у ионника, но тянут лучше. Единственное, для чего они не пригодны - это для старта с планет. Тяга всё-таки низка.

А удельный импульс будет как у ЖРД в точности.

Обоснуйте?
И дам вам ссылку на одну работу для ознакомления:
http://web.archive.org/web/20050317145452/http://www.newworlds.com/reports/PUR-12.PDF

Согласен, я немного перегнул. УИ можно сделать повыше, чем у ЖРД, которые вполне выдают в струе до 4-5 км/с. Но не намного. Ну раза в два. Ну, десятку Вы вправду получите. А Вы-то хотите намного.

[sharp]

УИ почти как у ионника, но тянут лучше.

При одинаковой входной мощности и одинаковом УИ тяга будет одна и та же. Ибо ЗСИ и ЗСЭ.

[sharp]

А Вы-то хотите намного.

Кто вам это сказал? Я выше как раз и написал что оптимально для межпланетного полета 10 км/с. То есть в 2 раза больше, чем у ЖРД на водороде-кислороде. И если вам кажется что это мало - примените формулу Циолковского и убедитесь что это дает существенный выигрыш по массе рабочего тела.

[Vadims]

Это движки практически средней тяги

Малые, средние, большие - это сколько? Как охарактеризовать эти?

[Vadims]

Но вот на магнитоплазмодинамические движки настоятельно рекомендую обратить внимание. Это движки практически средней тяги без контакта рабочего тела со стенками. Работают до десятков часов. УИ почти как у ионника, но тянут лучше.

Здесь называют просто "плазменным". Имеют ввиду МПДД, или это другой тип?

НПО ЭНЕРГОМАШ. ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ НОВОГО МОЩНОГО ПЛАЗМЕННОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
25.05.2016 18:24

Научно-технический совет интегрированной структуры (НТС ИС) АО «НПО Энергомаш» рассмотрел перспективы создания электрических ракетных двигателей (ЭРД) повышенной мощности для решения транспортных задач в ближнем и дальнем космосе. Принято решение о подготовке совместной заявки АО «КБХА» (входит в ИС АО «НПО Энергомаш») и НИЦ «Курчатовский институт» в Фонд перспективных исследований на реализацию проекта безэлектродного плазменного ракетного двигателя (БПРД). Предварительно определены состав работ по созданию лабораторного образца БПРД и кооперация предприятий, необходимая для реализации проекта.

Проведенные предприятиями-участниками НТС ИС исследования различных типов ЭРД показали, что наиболее рациональным решением задачи создания электроракетного двигателя мощностью 100 кВт и более является разработка безэлектродного плазменного ракетного двигателя. БПРД обладает высокими характеристиками и позволяет обеспечить требуемый ресурс для освоения дальнего космоса.

Многочисленные варианты уже существующих ЭРД доказали свои положительные качества: высокий импульс (скорость истечения рабочего вещества) и малый массовый расход рабочего тела, что позволяет космическим аппаратам совершать полеты на большие расстояния. Однако имеющиеся недостатки ЭРД – малая тяга – накладывают определенные ограничения использования подобных двигательных установок – полеты на большие расстояния длятся очень долго. Сегодня ЭРД используются в качестве двигателей для корректировки орбит и ориентации небольших космических аппаратов. Обычно мощность таких двигателей не превышает нескольких десятков киловатт, обеспечиваемых на околоземных орбитах солнечными батареями.

Рассматриваемый в настоящее время вариант безэлектродного плазменного ракетного двигателя является новым поколением ЭРД. Это двигатель высокой мощности, рабочее вещество в котором находится в состоянии плазмы. Он обладает высокой энергетической эффективностью, возможностью использовать в качестве рабочего тела практически любое вещество, способен изменять величину удельного импульса, а максимальная мощность двигателя ограничивается практически только мощностью питания высокочастотного генератора. Также двигатель такого типа потенциально может иметь большой ресурс работы, поскольку снимаются все ограничения, связанные с воздействием энергонасыщенного рабочего вещества с элементами конструкции.

Реализация идей, заложенных в предлагаемую разработку, стала возможной благодаря прогрессу в исследовании плазменных процессов термоядерного синтеза, в развитии технологии высокотемпературных сверхпроводников и современной элементной базы высокочастотных генераторов. При создании такого двигателя разработчикам придется решить вопросы оптимизации плазменных процессов, разработки высокочастотного генератора, криогенных магнитных систем, а также систем питания и управления БПРД. Обеспечение решения этих задач потребует создания экспериментальной и испытательной стендовой базы.

https://www.roscosmos.ru/22261/

[bob]

Здесь называют просто "плазменным". Имеют ввиду МПДД, или это другой тип?

НПО ЭНЕРГОМАШ. ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ НОВОГО МОЩНОГО ПЛАЗМЕННОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
25.05.2016 18:24
Научно-технический совет интегрированной структуры (НТС ИС) АО «НПО Энергомаш» рассмотрел перспективы создания электрических ракетных двигателей (ЭРД) повышенной мощности для решения транспортных задач в ближнем и дальнем космосе. Принято решение о подготовке совместной заявки АО «КБХА» (входит в ИС АО «НПО Энергомаш») и НИЦ «Курчатовский институт» в Фонд перспективных исследований на реализацию проекта безэлектродного плазменного ракетного двигателя (БПРД). Предварительно определены состав работ по созданию лабораторного образца БПРД и кооперация предприятий, необходимая для реализации проекта.

Проведенные предприятиями-участниками НТС ИС исследования различных типов ЭРД показали, что наиболее рациональным решением задачи создания электроракетного двигателя мощностью 100 кВт и более является разработка безэлектродного плазменного ракетного двигателя. БПРД обладает высокими характеристиками и позволяет обеспечить требуемый ресурс для освоения дальнего космоса.

Многочисленные варианты уже существующих ЭРД доказали свои положительные качества: высокий импульс (скорость истечения рабочего вещества) и малый массовый расход рабочего тела, что позволяет космическим аппаратам совершать полеты на большие расстояния. Однако имеющиеся недостатки ЭРД – малая тяга – накладывают определенные ограничения использования подобных двигательных установок – полеты на большие расстояния длятся очень долго. Сегодня ЭРД используются в качестве двигателей для корректировки орбит и ориентации небольших космических аппаратов. Обычно мощность таких двигателей не превышает нескольких десятков киловатт, обеспечиваемых на околоземных орбитах солнечными батареями.

Рассматриваемый в настоящее время вариант безэлектродного плазменного ракетного двигателя является новым поколением ЭРД. Это двигатель высокой мощности, рабочее вещество в котором находится в состоянии плазмы. Он обладает высокой энергетической эффективностью, возможностью использовать в качестве рабочего тела практически любое вещество, способен изменять величину удельного импульса, а максимальная мощность двигателя ограничивается практически только мощностью питания высокочастотного генератора. Также двигатель такого типа потенциально может иметь большой ресурс работы, поскольку снимаются все ограничения, связанные с воздействием энергонасыщенного рабочего вещества с элементами конструкции.

Реализация идей, заложенных в предлагаемую разработку, стала возможной благодаря прогрессу в исследовании плазменных процессов термоядерного синтеза, в развитии технологии высокотемпературных сверхпроводников и современной элементной базы высокочастотных генераторов. При создании такого двигателя разработчикам придется решить вопросы оптимизации плазменных процессов, разработки высокочастотного генератора, криогенных магнитных систем, а также систем питания и управления БПРД. Обеспечение решения этих задач потребует создания экспериментальной и испытательной стендовой базы.

https://www.roscosmos.ru/22261/

Да. Это. Но вот "плазменным" его называют несколько зря. Это вызывает путаницу. Потому, что электроплазменными называют движки, где рабочее тело просто греется электрическим разрядом. Кстати, они весьма распространены на практике, как двигатели ориентации и коррекции. Так что я предпочитаю полные названия, чтобы не путать солёное с мягким. Принципы совершенно разные.

[Vadims]

НПО ЭНЕРГОМАШ. ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ НОВОГО МОЩНОГО ПЛАЗМЕННОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
25.05.2016 18:24

Научно-технический совет интегрированной структуры (НТС ИС) АО «НПО Энергомаш» рассмотрел перспективы создания электрических ракетных двигателей (ЭРД) повышенной мощности для решения транспортных задач в ближнем и дальнем космосе. Принято решение о подготовке совместной заявки АО «КБХА» (входит в ИС АО «НПО Энергомаш») и НИЦ «Курчатовский институт» в Фонд перспективных исследований на реализацию проекта безэлектродного плазменного ракетного двигателя (БПРД). Предварительно определены состав работ по созданию лабораторного образца БПРД и кооперация предприятий, необходимая для реализации проекта.

Проведенные предприятиями-участниками НТС ИС исследования различных типов ЭРД показали, что наиболее рациональным решением задачи создания электроракетного двигателя мощностью 100 кВт и более является разработка безэлектродного плазменного ракетного двигателя. БПРД обладает высокими характеристиками и позволяет обеспечить требуемый ресурс для освоения дальнего космоса.

Многочисленные варианты уже существующих ЭРД доказали свои положительные качества: высокий импульс (скорость истечения рабочего вещества) и малый массовый расход рабочего тела, что позволяет космическим аппаратам совершать полеты на большие расстояния. Однако имеющиеся недостатки ЭРД – малая тяга – накладывают определенные ограничения использования подобных двигательных установок – полеты на большие расстояния длятся очень долго. Сегодня ЭРД используются в качестве двигателей для корректировки орбит и ориентации небольших космических аппаратов. Обычно мощность таких двигателей не превышает нескольких десятков киловатт, обеспечиваемых на околоземных орбитах солнечными батареями.

Рассматриваемый в настоящее время вариант безэлектродного плазменного ракетного двигателя является новым поколением ЭРД. Это двигатель высокой мощности, рабочее вещество в котором находится в состоянии плазмы. Он обладает высокой энергетической эффективностью, возможностью использовать в качестве рабочего тела практически любое вещество, способен изменять величину удельного импульса, а максимальная мощность двигателя ограничивается практически только мощностью питания высокочастотного генератора. Также двигатель такого типа потенциально может иметь большой ресурс работы, поскольку снимаются все ограничения, связанные с воздействием энергонасыщенного рабочего вещества с элементами конструкции.

Реализация идей, заложенных в предлагаемую разработку, стала возможной благодаря прогрессу в исследовании плазменных процессов термоядерного синтеза, в развитии технологии высокотемпературных сверхпроводников и современной элементной базы высокочастотных генераторов. При создании такого двигателя разработчикам придется решить вопросы оптимизации плазменных процессов, разработки высокочастотного генератора, криогенных магнитных систем, а также систем питания и управления БПРД. Обеспечение решения этих задач потребует создания экспериментальной и испытательной стендовой базы.

https://www.roscosmos.ru/22261/

Здесь подробности об этом новом двигателе для Марса: http://www.jiht.ru/science/dissert-council/diss_texts/Novikov.pdf (в главе "5.4 Применения ТНЭ в магнитных системах перспективных межорбитальных плазменных двигателей мощностью 1-200 МВт", стр. 134).

Иллюстация МЭК оттуда