Полет на Марс может занять всего 39 дней - инженеры

[MaN™]

(16:11) 26.02.2010

В наши дни ведущие мировые космические агентства буквально в ежедневном режиме рапортуют о своих планах полетов на Луну и Марс, причем на последний человечество стремиться попасть даже больше, чем на Луну. На Марсе, говорят ученые, есть и вода, и достаточная для строительства гравитация и возможность добычи полезных ископаемых. Правда есть у Марса один существенный недостаток - даже при оптимальном сценарии лететь до этой планеты не менее 6 месяцев, с учетом возвращения марсианская миссия займет как минимум год-полтора.

По мнению ряда экспертов, уже в самом ближайшем будущем ситуация с продолжительностью полета на Марс изменится. При помощи будущих ионных ракетных двигателей, которые будут двигать корабли за счет ускорения заряженных атомов или ионов в электрическом поле, долететь до Марса можно будет гораздо быстрее, примерно за 39 земных суток.

Инженеры говорят, что при работе такие двигатели используют гораздо меньше топлива и имеют меньший выброс, чем традиционные химические двигатели, используемые в нынешних ракетах и спутниках. Строго говоря, ионные двигатели уже используются в космической отрасли - космический аппарат НАСА Dawn, отправленный к астероидам Веста и Церера в 2007 году, сейчас летит туда именно на таком типе двигателя. Еще раньше, в 2005 году, японский зонд Хаябуса долетел на ионном двигателе до астероида Итокава.

Правда, для того, чтобы доставить на Марс большой пилотируемый корабль и уложиться в заявленные 39 дней, двигатель должен обладать в 1000-2000 раз большей мощностью, чем те, что были использованы в 2007 и 2005 годах.

Разработки таких двигателей ведутся. Например в компании Ad Astra Rocket, основанной в 2005 году экс-астронавтом Франклином Чанг-Диазом, создают новый двигатель VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket), который сможет доставить команду из нескольких человек с оборудованием и пищей на Марс за те самые полтора месяца. В основе этого двигателя находится мощная установка, генерирующая радиочастоты, на основе которых происходит зарядка частиц.

Концептуально, VASIMR похож на паровой двигатель, но вместо пара здесь ионы, а вместо температуры - электрическое поле. Этот двигатель способен генерировать плазму в достаточном для полета объеме. Первые испытания установки прошли 2 июля, был достигнут успех и все заявленные показатели были соблюдены.

Разработчики говорят, что плазма способна создавать своего рода реактивный выброс, но он не слишком эффективен. Для повышения эффективности используется вторая ступень двигателя, которая при помощи современных технологий разогревает выброс до почти миллиона градусов (примерно такая же температура наблюдается в центре Солнца). За счет наличия сверхмощных магнитов, ионы разгоняются до очень высоких скоростей и выбрасываются, толкая корабль в противоположную сторону.

За счет стабильного выброса и эффективного расхода топлива, ионные двигатели способны быть в тысячи раз мощнее и эффективнее химических. Правда, первые почти во столько же раз и дороже. Но это только пока, так как технология еще слишком нова.

"Нам удалось создать двигатель, являющийся самым мощным в мире источником сверхпроводящей плазмы", - говорит Джаред Сквайр, коммерческий директор Ad Astra.

Мощность испытанного 2 июля образца составляет 50 киловатт, но в будущем инженеры планируют создать 200-киловаттный двигатель. С НАСА уже подписан контракт, по которому разработки Ad Astra окажутся на орбите в реальных испытаниях в 2013 году.

[MaN™]

Как вам такое???)

[Mars]

Класс! Только для такой штуки нужен БОРТОВОЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР А их как раз только разрабатывают.

[Belll]

Правда, для того, чтобы доставить на Марс большой пилотируемый корабль и уложиться в заявленные 39 дней, двигатель должен обладать в 1000-2000 раз большей мощностью, чем те, что были использованы в 2007 и 2005 годах.

Это порядка 20 МЕГАватт мощности источника энергии. Ничего, кроме атомного реактора такой мощности дать не может. Причем, у американцев не то, что таких, а реакторов даже на порядок меньшей мощности еще пока и в проекте нет.
А у нас - есть 

[anovikov]

VASIMR 200-киловаттый вроде как собираются на МКС везти для поддержания орбиты?

[Belll]

Ну да, вроде как есть такая договоренность с НАСА. Но у них там сейчас полный дурдом, неизвестно как и на чем американцы будут снабжать к тому времени МКС. Так что никаких РЕАЛЬНЫХ планов до доставке этой чуды на станцию пока нет, это 100%.

Учитывая, что установка для МКС будет скорее экспериментальная, чем рабочая - могут вообще отменить.

[bob]

Настоящий большой реактор нужен с охлаждением, как на подводной лодке. Полезная нагрузка очень большая. Мало РН, способных такое поднять. Вместе с кораблём  ни одна. А использование такого двигателя в атмосфере малоэффективно, и опасно радиоактивным заражением. (В пятидесятые-шестидесятые годы прошлого века таких проектов было, хоть отбавляй.)Понятно, что ускоритель или линейный токомак может давать изрядный поток на выходе. Но энергоустановка нужна мощная. Так что сначала нужна сверхтяжёлая традиционная РН, которая сможет всё это хозяйство поднять (и очень надёжная, чтобы этот летучий чернобыль на головы не свалился), а потом уже можно будет экспериментировать с подобными игрушками. Такой двигатель вблизи от Земли вообще опасно включать. В смысле, его выхлоп эквивалентен ядерному испытанию в ионосфере, что запрещено международной конвенцией на очень серьёзных основаниях, после ряда опасных опытов.

[Pim]

VASIMR 200-киловаттый вроде как собираются на МКС везти для поддержания орбиты?

Да, для испытаний. http://www.adastrarocket.com/aarc/VASIMRISS

Двигатель работает на аргоне. В  выложенных на сайте фирмы докладах 2009 г. http://www.adastrarocket.com/aarc/Publications
сообщается о наземных испытаниях двигателя на мощности 32 кВт с расходом аргона 25 мг/с. Максимальный расход - 150 мг/с.

[uuu2]

Настоящий большой реактор нужен с охлаждением, как на подводной лодке.

А вот, кстати. Как будет охладжаться реактор моностью в несколько мегаватт?!

сначала нужна сверхтяжёлая традиционная РН, которая сможет всё это хозяйство поднять (и очень надёжная, чтобы этот летучий чернобыль на головы не свалился), а потом уже можно будет экспериментировать с подобными игрушками. Такой двигатель

Можно запустить две ракеты. Первую - сверхтяжёлую, но не обязательно надёжную (с реактором, но без ядерного топлива). Вторую - легкую и сверхнадёжную (с топливом для реактора).

[Erinnerung]

Учитывая, что установка для МКС будет скорее экспериментальная, чем рабочая - могут вообще отменить.

Именно так. И никто из этого секрета не делает.

http://rocket.itsc.uah.edu/u/cassibj/VASIMR

[Pim]

39 дней посчитано, исходя из применения 200-мегаваттного двигателя. При этом оценённая полезная нагрузка составляет около 30%.
Сейчас Ad Astra Rocket 200-киловаттный испытывает. Его максимальный расход по аргону 150 мг/с. Умножаем на тысячу, умножаем на 39 суток, умножаем на 2 (обратная дорога). Получается чуть больше 1000 тонн. Понятно, что не весь путь на максимальной мощности будет пройден, на обратной дороге масса уменьшится, м.б. будет использовано более эффективное рабочее тело и масштабирование даст положительный эффект. Однако, вряд ли все эти факторы снизят массу более чем на порядок величины.
Многовато выходит.

[megavoltt71]

В своё время в США и в СССР разрабатывались самолёты с атомными движками которые месяцами должны были летать без посадки. Американцам удалось втиснуть реактор в корпус самолёта . В СССР сделали ставку на ракеты поэтому самолёты стали не актуальны. Но сейчас и технологии другие.

[Erinnerung]

Сейчас Ad Astra Rocket 200-киловаттный испытывает. Его максимальный расход по аргону 150 мг/с. Умножаем на тысячу, умножаем на 39 суток, умножаем на 2 (обратная дорога). Получается чуть больше 1000 тонн. Понятно, что не весь путь на максимальной мощности будет пройден, на обратной дороге масса уменьшится, м.б. будет использовано более эффективное рабочее тело и масштабирование даст положительный эффект.

Вообще-то и Апполоны летали не всю дорогу на марше. Главное это заданный импульс и скорость.

[vsevolodson]

если бы ещё научиться ионизацию газа и разогрев плазмы не электричеством делать, а термоядерным импульсом, то двигатель бы получился отменный

[Erinnerung]

Начинается...
Ещё термояд не освоили.

[vsevolodson]

да освоили уже "термоядерные импульсы" лет 50 назад

[Mars]

Настоящий большой реактор нужен с охлаждением, как на подводной лодке. Полезная нагрузка очень большая. Мало РН, способных такое поднять. Вместе с кораблём  ни одна. А использование такого двигателя в атмосфере малоэффективно, и опасно радиоактивным заражением. (В пятидесятые-шестидесятые годы прошлого века таких проектов было, хоть отбавляй.)Понятно, что ускоритель или линейный токомак может давать изрядный поток на выходе. Но энергоустановка нужна мощная. Так что сначала нужна сверхтяжёлая традиционная РН, которая сможет всё это хозяйство поднять (и очень надёжная, чтобы этот летучий чернобыль на головы не свалился), а потом уже можно будет экспериментировать с подобными игрушками. Такой двигатель вблизи от Земли вообще опасно включать. В смысле, его выхлоп эквивалентен ядерному испытанию в ионосфере, что запрещено международной конвенцией на очень серьёзных основаниях, после ряда опасных опытов.

Я предлагаю запускать ракету с ядерным реактором с космодрома Куру http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%83%D1%80%D1%83_%28%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BC%29
Если произойдёт авария РН то реактор упадёт  в Атлантический океан. А на дне океанов много реакторов покоиться, сколько уже аварий с затоплением АПЛ  и их реакторов было.
Ну и во вторых прибавление в скорости за счёт вращения Земли.

[vsevolodson]

стартовать минимум с околоземной орбиты надо будет к Марсу.
что вы как школьники

[Mars]

стартовать минимум с околоземной орбиты надо будет к Марсу.
что вы как школьники

Собирать марсианский корабль конечно будут на орбите! Но чем на околоземную орбиту доставлять ядерный реактор и  другие модули для марсианского корабля? Космический лифт пока не создан. А ни одна ракета 100% надёжностью не обладает. Если произойдёт авария, безопаснее будет если реактор упадёт в океан, а не на сушу.

[andу]

Я предлагаю запускать ракету с ядерным реактором с космодрома Куру

Боюсь куряне начнут сильно возражать...