Россия делает ставку на плазменные двигатели — новые прототипы обещают революцию не только в обслуживании спутников, но и в освоении дальнего космоса. Как говорят ведущие отечественные ученые, эти технологии уже в ближайшие годы сократят время перелета к Марсу с года до пары месяцев.
Плазменные двигатели на орбите — не новинка. Их используют уже более 60 лет, и, несмотря на то, что в мире чаще звучит термин «холловский двигатель» (по эффекту, открытому американцем Эдвином Холлом), первенство за Советским Союзом. Еще в 1903 году Константин Циолковский считал, что можно создать реактивный прибор, позволяющий добраться до ближайшей звезды за 10-40 лет за счет ускорения частиц. А в 1950-х начали реальные разработки Отдела плазменных исследований Института атомной энергии Академии наук СССР с ОКБ-1 Сергея Королева.
В 1964 году произошли сразу два знаковых события: на советской автоматической межпланетной станции «Зонд-2» применили абляционный импульсный плазменный двигатель в космосе, почти одновременно США испытали суборбитальную ракету SERT-1 с ионными двигателями. Еще через несколько лет в космос отправили спутник «Метеор-1-10» с первым в мире стационарным плазменным двигателем (СПД) Алексея Морозова.
Теперь же плазменные двигатели российского концерна «Факел» летают даже на европейских миссиях. Благодаря высокому удельному импульсу и ресурсу работы в космосе эти двигатели гораздо эффективнее и экономнее «химических». К тому же они позволяют развивать на порядок большие скорости, то есть существенно сократить время на перелеты.
Сегодня российские лаборатории работают в двух направлениях: двигатели для малых спутников и установки для межпланетных перелетов. Особая надежда — на проект «Росатома»: плазменный движок на 300 кВт, созданный в Троицком институте инновационных и термоядерных исследований. Первый лабораторный образец появился к 2025 году, а «летную» версию ожидают к 2030-му.
«У нашего двигателя нет зарубежных полных аналогов. Американский VASIMR компании Ad Astra Rocket — ближайший конкурент, но наш прототип выигрывает по комплексу характеристик: тяга, удельный импульс, мощность и КПД свыше 80%», — рассказал «Известиям» Константин Гуторов, замдиректора отделения по науке в Троицке.
Двигатель может работать без перерыва 100 дней. При этом скорость истечения плазменного потоку в десятки раз выше скорости струи при сгорании химического топлива в ракетах. В результате такая установка сократит время полета к Марсу до 30–60 дней вместо года. Такой скачок серьезно снизит угрозу радиации и психологического стресса для экипажей.
Кстати, похожие проекты ведут в Курчатовском институте, где испытания проходят безэлектродные плазменные двигатели, и в других ведущих вузах. На подходе — плазменные двигатели для наноспутников (например, VERA от НИЯУ МИФИ) и силовые установки для сверхмалых спутников-кубсатов из МАИ.
Работы еще много — испытания лабораторных и серийных образцов идут по всему миру. Пока Россия удерживает лидерство в сфере производства и применения плазменных двигателей, но и конкуренты не стоят на месте.
