новости космоса
17108 28
21 февраля 2016 22:52:00

Двигатель на эффекте Холла поможет отправить людей на Марс

Двигатель для космического аппарата, который поможет доставить людей на Марс, возможно, будет базироваться на прототипе, созданном в Мичиганском университете, США.

НАСА одобрило финансирование проекта двигателя размером примерно с письменный стол, который разрабатывает команда инженеров во главе с Алеком Галлимором из Мичиганского университета.

Агентство выбрало этот двигатель в рамках программы Next Space Technologies for Exploration Partnerships, или NextSTEP. Программа NextSTEP охватывает ряд проектов, направленных на совершенствование систем небольших спутников, систем реактивного движения и жилищ для людей в космосе. Эти приоритеты являются ключевыми при подготовке миссий по отправке людей на орбиту между Землей и Луной в 2020-х гг., а также к Марсу – в 2030-х гг.

НАСА предоставляет 6,5 миллиона USD в течение ближайших трех лет компании Aerojet Rocketdyne на разработку системы реактивного движения под названием XR-100. Двигатель, разрабатываемый Галлимором, X3, является центральным элементом этой системы, и его команда из Мичиганского университета получит 1 миллион USD на работу над этим двигателем.

Двигатель X3 выгодно отличается от своих ближайших аналогов тем, что для своей мощности – 200 киловатт – он имеет относительно небольшие размеры и вес. Кроме того, используемая в нем технология – двигатель на эффекте Холла – уже применяется в настоящее время для корректировки траектории спутников, находящихся на орбите вокруг Земли. Основной принцип работы двигателя такого типа состоит в разгоне до высоких скоростей частиц плазмы и выбрасывании их в форме реактивной струи в космическое пространство.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
dilettant122 · 22-02-2016

Всё это прекрасно, но уж больно оптимистично.
Может быть двигатель, основанный на эффекте Холла людей на Марс и отправит, но только не данный образец.

2
Vili14 · 22-02-2016

Да ясно что не этот "стол". Это просто прототип. В общем как видим тенденция в космосе склоняется к ионно-плазменным движкам различных модификаций, а мечты про ядерные двигатели можно засунуть на дальнюю полку. В общем космолет лет через 100+ это термоядерный реактор + пачка чего то ионно-плазменного на борту + бак ксенона или аналогов.

3
DimitriyP122 · 22-02-2016

Прикольно, что тут скажешь. Но пока такие двигатели малоэффективны. Уж больно маленькая тяга у них. Одно дело ускорять с помощью такой штуки зонд величиной с холодильник или типа того (причём годами) чтобы лет через 10 он ускорился до действительно хороших скоростей недостижимых для химических двигателей.
И совсем другое пытаться разогнать ионным двигателем здоровенный космический корабль с космонавтами, припасамидля них, системами защиты от космических излучений и т.д. и т.п.... Пока такую массу разгонишь до нормальной скорости потребной для быстрого перелёта между планетами химическая ракета уже туда долетит и обратновернётся! Ну, я, конечно, маленько утрирую, не без этого, но, как мне кажется, пригодность ионных двигателей для межпланетных пилотируемых полётов несколько приувеличена.

Да, они ж ещё и электричества жрут что по самое немогу. А космическая энергетика нынче мягко говоря в упадке. Покуда космический ядерный реактор не придумают, который бы был небольшим, лёгким, мощным и "долгоиграющим" особой эффективности от таких двигателей ждать не приходится.

С другой стороны это, конечно, не повод не разрабатывать таких космических моторов. И НАСАвцы молодцы что за это взялись. Вдруг да и придумают какое-нибудь ноу-хау. Удачи им.

4
Vili14 · 22-02-2016

Dimitriy -- а почему собственно космическая энергетика в упадке? Абсолютно ничто не мешает передавать например энергию с помощью лазера и поставить не один а 10-100 движков. Вот как предлагают передавать для звездолета. Только в масштабах системы Земля-Луна-околоземные астероиды. Постройте солнечную космическую электростанцию + пачка лазеров и можно снабжать не одни а десятки кораблей в пределах вышеописанной транспортной системы. Было бы что возить), но это вопрос иной уже. В принципе абсолютно ничего не мешает такую систему расширить аж до пояса астероидов или дальше. Так что в этих пределах совсем не обязательно таскать источник энергии на борту КА. Для межзвездного перелета эта идея малопригодна но вот для локально местного масштаба, то что надо.

5
DimitriyP122 · 22-02-2016

Vili. Лазерная передача энергии это конечно хорошо, но её возможности оченно сильно преувеличены. Даже если соорудить труЪ-электростанцию на Луне (что само по себе та ещё задача) и "лучить" с неё мегаватты лазером в спутник, до цели добирутся жалкие крохи. Просто в силу рассеяния лазерного луча на больших расстояниях. Уже на расстоянии Земля-Луна площадь хорошо сфокусированного лазерного луча (пятно света) составит несколько километров.
А теперь представьте сколько ватт электроэнергии соберут на таком расстоянии панели солнечных батарей корабля-приёмника, если их площадь будет в лучшем случае несколько десятков метров. Ну пускай даже 100 кв метров? Всё остальное рассеется по просторам Вселенной.
И чем дальше будет находится корабль, тем меньше он будет получать энергии.

А кроме того, придётся создать систему, способную предавать кучу энергии в течении долгого времени и при этом не расплавиться к чертям собачьим, а с этим и на Земле проблемы, что уж про космос говорить.

Короче, лазеры, увы, не канают... во всяком случае не для этого.

6
Vili14 · 22-02-2016

1) А зачем принимать энергию на солнечную панель? Читаем -> оптическая ректенна. Кстати не такое и далекое будущее. Она есть и сейчас но кпд маловат.
2) А Зачем в принципе СКЭС на Луне? Ее можно повесить в точке Лагранжа или вообще запустить на разных орбитах ( 50-100-200 тыс км) штук 5-10 помельче. И еще плотность излучения в пучке лазера может быть намного больше чем солнечного. А мощность есть не 1кВт/1м как у Солнечного излучения, а 4-7 кВт например в пучке лазера, столько сколько может выдержать панель к примеру. Тогда КА надо будет например не 10 метров а 1-2 метра панелей, а это уменьшение массы или при той же массе + к мощности. Расхождение пучка будет сотни метров, что вполне сопоставимо с размерами МКС.

7
DimitriyP122 · 22-02-2016

Vili. Ну, про Луну то это я так написал, для наглядности. Можно конечно и в точку Лагранжа запузырить, и вообще много куда - смысл от этого не меняется.
Даже если в пучке лазера сосредоточить 1 МВт (а это, поверьте, о-о-очень много для лазера) в диаметре 1 см и на расстоянии Луны (где-то 380 тыс км) пятно составит 1 км (что в реальности практически недостижимо), то на 1 кв м площади придётся... где-то 10 Вт если я всё правильно посчитал. Ну то есть не хватит даже чтоб зажечь простенькую "лампочку Ильича".
Соответственно на расстоянии Земля-Марс можно будет передать вообще жалкие крохи!

При этом следует помнить, что такую мощность лазер способен развивать только в импульсном режиме, то есть работая в течении всего нескольких секунд. Если заставить его работать дольше - он тупо расплавится. Соответственно, кроме 1 Мвт энергии собственно в пучке, потребуется затратить "гору" энергии на охлаждение.

А охлаждение в космосе - это вообще бИда-бИда. Это только в Голливуде космонавты оказавшись в открытом космосе без скафандра сразу превращаются в свежезамороженных космонавтов. На деле такого бы не произошло. Они конечно померли бы, но точно не от переохлаждения. Соответственно, вместе с лазером в космос придётся выводить здоровенный "холодильник" (на Земле такие занимают отдельное помещение).

И, кстати второй вопрос, где будет брать электроэнергию сама летающая электростанция? Да ещё в таком количестве, чтобы хватило и на её передачу с аЦЦкими затратами, и на охлаждение и на всё остальное???
Даже на Земле для того чтобы передать столько электричества на лазер нужен довольно большой и мощный генератор. А где его брать в космосе?

Но, допустим создадут много летающих "АЭС", которые по чуть-чуть будут передавать энергию на межпланетник. Тогда получится так: чтобы обеспечить энергией небольшой межпланетный корабль стоимостью (условно) 1000 руб. нужно будет создать, вывести на орбиту и обслуживать флотилию электростанций с лазерными передатчиками стоимостью 1 000 000 руб каждая. При этом они смогут обеспечивать полёт только одного корабля.

Боюсь при таком раскладе от такого проекта откажется любая космическая организация, ибо на "сэкономленные" деньги можно будет запустить к другим планетам с десяток (а то и больше) полноценных миссий "по старинке" на "химии" или ионнике, но с собственной силовой установкой на борту (как, например, у... кто там к Церере летал? Чёрт забыл! Склероз... Ну, думаю и так понятно).

8
Leonid3137 · 22-02-2016

Не следует забывать, что лазер выдающий луч света, сам является движителем и ваши мощные космические станции будут ускоряться и уходить со своих орбит :-(

9
nanomorph60 · 22-02-2016

Лазеры, ректенны... Чем вас РИТЭГи в качестве источника питания не устраивают?

10
Vili14 · 22-02-2016

nanomorph --Чем вас РИТЭГи в качестве источника питания не устраивают?......топливом, а вернее его отсутствием, ведь топливо для "космических" РИТЭГ-ов является плутоний-238, который нарабатывается только в реакторах и которого уже и сейчас практически не осталось. А для применения массово в транспортных системах его считайте что и нету.
Leonid--> лазер выдающий луч света, сам является движителем... в принципе да, и если иные проблемы как то можно решить ( импульсная передача света, не один мощный а много мелких лазеров и т.д..)) то импульс можно погасить в космосе только импульсом с противоположным вектором. А малейшая нестыковка и СКЭС начнет раскручивать, что для такого огромного объекта просто катастрофически опасно. Ядерные реакторы никто не даст выводить в космос, это по сути орбитальная ядерная бомба, значит остается ждать термоядерного реактора. Или летаем на керосинках((.

11
dilettant122 · 22-02-2016

Вили, а почему мечты про ядерные двигатели можно засунуть на дальнюю полку?
Потом, ракета с ионным движком с Земли никогда не взлетит, ядерная теоритически сможет, но большая беда с экологией. Выходит, что так, что этак, а выходить в ближний космос для постройки межпланетных кораблей и межпланетного стартового комплекса всёравно придётся и, пока гравицапу не изобретут, летать и на орбиту и на МПСК и по ближайшим окрестностям придётся на химических движках.

12
DimitriyP122 · 22-02-2016

nanomorph. РИТЭГ оно конечно ничего, но для полноценных межпланетных полётов его мощИ никак не хватит. Не-е, без полноценного лёгкого, компактного и безопасного реактора Солнечную систему покорять будет затруднительно.

13
DimitriyP122 · 22-02-2016

По сути и ядерный реактор, буде его изобретут в должном весе и размере можно запустить на орбиту и эксплуатировать на оной вполне безопасно. Просто придётся соорудить для него отдельную капсулу как для космонавтов со всеми системами защиты и спасения при аварии.
В случае аварийного пуска капсула с реактором должна по всем законам жанра отделится от ракеты и приземлиться обратно на парашютах. То же самое в случае аварии на орбите: расстыковка и либо увод на более высокую орбиту, чтобы на голову не свалилась, либо штатное приземление как все нормальные спускаемые аппараты.
И все довольны.
Осталась самая малость: изобрести и построить маленький и лёгкий космический ядерный реактор для космоса.

14
Leonid3137 · 22-02-2016

DimitriyP, "..маленький и лёгкий космический ядерный реактор.." был сконструирован, построен и испытан в СССР 1963--1969 гг.
И я, самый молодой из всех работающих на площадке, принимал небольшое посильное участие :-)

15
nanomorph60 · 22-02-2016

"маленький и лёгкий космический ядерный реактор.. И я, самый молодой из всех работающих на площадке, принимал небольшое посильное участие :-)" Ого! А я могу похвастаться лишь проектированием печатных плат для МКС-овских модулей.

16
dilettant122 · 22-02-2016

Ого! Таки я даже проектированием печатных плат похвастаться не могу! :-(
Когда я служил срочную, наши части "космическим стройбатом" называли. После армии работал в "СреднеМаше" в "заштатном" МСУ, да и то в отделе снабжения.

17
Termostat61 · 22-02-2016

А я вообще могу похвастаться только знанием слов типа "реактор" "ядерный" "роскосмос" "фобосгрунт" и пр. более ничем - не комплексуйте))))))))))))))))))

18
elena140 · 22-02-2016

Я не поняла почти ничего из прочитанного об этом эффекте.Но,мне кажется,что основой для этого двигателя будет движущийся магнит,создающий как сам эффект так и антиэффект.Или по аналогии движущийся проводник по аналогии,как движение колёс старого паровоза.

19
Asvertyk6 · 22-02-2016

"маленький и лёгкий космический ядерный реактор.." был сконструирован, построен и испытан в СССР 1963--1969 гг." .......(скромная невинность)
"Ого! Таки я даже проектированием печатных плат похвастаться не могу!"
Ну а я могу похвастать только этим
Значимым, чего у всех вас вовсе нет
Но силу образа слегка заметим
Когда мы включим очень яркий свет.
И не подумайте, в поэзии иль в прозе
Опознано оно не будет никогда
Как мысль замерзает на морозе
Этого ведь НЕТ у вас - такая лабуда.

20
Vili14 · 22-02-2016

DimitriyP--> ядерный реактор, буде его изобретут в должном весе и размере можно запустить на орбиту и эксплуатировать на оной вполне безопасно..... да не о безопасности идет речь то. Ведь практически любой ядерный реактор можно пустить в разнос, причем не "вариант Чернобыль" а вариант "Хиросима" в итоге. Запуск МБР из Сибири или Тихоокеанской акватории можно засечь и при расстояниях в 9-12 тысяч км МБР можно перехватить средствами ПРО.
Крылатая ракета обнаруживается самолетами типа "Авакс" из космоса да и просто штатными средствами ПВО. А чем Вы собираетесь сбивать падающий с высоты в 300 км на голову разогнанный реактор, на первой космической скорости, с мощной тепловой защитой да еще маневрирующий с перегрузками 20-25g? Да еще летящие не по направлениям перекрытых НОРАД а например сходящий с полярной орбиты с направления Южной Америки?? ..... Думаю теперь ясна причина почему никто не даст массово запускать в космос ядерные реакторы? Это в первую очередь оружие на которое распространяется запрет о выводе ядерного оружия в космос. Может там один какой в виде эксперимента с обоюдного согласия и в виде исключения иногда и запустят, но только в виде исключения...

21
DimitriyP122 · 23-02-2016

Vili. Не сочтите за грубость, но боюсь вы смотрите слишком много голливудских фильмов))))

Реактор, запущенный "вразнос" действительно может взорваться, и взрыв этот будет достаточно мощным, но до полноценного ядерного взрыва (даже тактического) ему как до Луны. Это будет просто мощный взрыв, с заражением местности радиацией, но не более.

Поэтому за использование космических ядерных реакторов в роли атомных бомб, коими засыпают головы врага можно не беспокоится.
В самом худшем случае это будет "грязная" бомба. Но результат "бомбардировки" оной противника более чем бессмыслен в силу того, что есть более эффективные способы сделать врагу "бяку", да и результат такой бомбардировки будет плохо прогнозируем - можно и себя "зацепить". Это во-первых.

Во-вторых, над головой не будет одновременно находится много-много реакторов. Это штучные изделия, очень дорогие и технологичные, которые предполагается размещать на межпланетных кораблях. А такие проекты одной стране не потянуть. Это дело международное. Соответственно и координация полёта такого корабля осуществляется из нескольких точек.
В результате попытка осуществить бомбардировку кого-либо при помощи коварно скидывания на головы космического корабля (или его части - реактора) будет равносильна тому, как если бы США или Россия решили "отбомбиться", сбросив друг на друга МКС. Вторая сторона (дублирующий ЦУП) просто не позволил бы сделать это.

В-третьих, даже если бы коварный враг каким-то чудом сумел взять под контроль космический аппарат с реактором на борту, сумел бы превратить оный в атомную бомбу и начал бы сводить его с орбиты на цель - это отследили бы чуть ранее чем сразу.
Сведение корабля с орбиты, причём в строго заданную точку дело довольно-таки долгое и хлопотное. Даже банальное приземление капсулы с космонавтами в обширных степях Казахстана занимает часы! А теперь представьте, что вам нужно попасть хотя бы в город. Причём в строго заданное время - реактор то ждать не будет. Это практически невыполнимая задача.

Но, даже если бы всё это удалось осуществить "подозрительные" манёвры на орбите были бы замечены настолько заблаговременно, что времени хватило бы и на расчёт места падения, и на подготовку мер противодействия и на эвакуацию людей в месте падения.

При всех этих сложностях абсолютно ничего не мешает желающим запустить на орбиту настоящую ядерную бомбу (это запрещено международным правом, но кого волнуют такие мелочи?), например при помощи Американского беспилотного орбитального корабля Х-37в, который годами может оставаться на орбите, маневрировать на ней, в него вполне влезет ядерная бомба и в случае чего уронить его на головы ничего не подозревающего врага, по описанному вами сценарию, будет более чем просто. И не нужно городить огород с реактором.

Так что, боюсь причина не использования ядерных реакторов в космосе отнюдь не в страхе перед милитаристскими замашками других стран и использовании этих реакторов в роли ОМП. Всё гораздо проще - пока в них нет острой необходимости, хватает РИТЭГов и солнечных батарей. Вот когда реально "припрёт" (например остро встанет вопрос разработки астероидов) - сразу придумают и как безопасно запустить, и как эксплуатировать и вообще всё.

22
MP156 · 23-02-2016

DimitriyP, а тут голливуд можно не смотреть, достаточно посмотреть на смертников с бомбами в новостях. Они и реактор могут подорвать в центре города. А что касается бяки, то загрязнение будет страшным и город придется расселять. Не зря так боялись американцы, когда пропало всего 10 грамм иридия в Ираке... Недавно только нашли.

23
DimitriyP122 · 23-02-2016

MP. А новости - не тот же Голливуд? Пожалуй даже похлеще будет...

Спору нет, ежели реактор свалится с небес на Землю загрязнение будет - куда ж без него. Ну так для того и системы защиты придуманы, чтобы этого не допустить.

24
dilettant122 · 23-02-2016

Димитрий, МР, когда реально "припрёт" использовать ядерные реакторы в качестве движков, то собирать их уже будут не на Земле, а в космосе на какой-нибудь верфи на окололунной орбите.
Может первые реакторы и попадут в космос непосредственно с Земли, но только самые первые для обкатки технологий и для "раскрутки" процесса их использования. Правда что-то мне подсказывает, что случится это не завтра, а до послезавтра ещё дожить надо, постаравшись не угробить себя менее экзотичными способами.

25
Vili14 · 23-02-2016

когда реально "припрёт" использовать ядерные реакторы в качестве движков,...... в принципе да, сейчас ситуация напоминает открытие Америки, "каравеллу Колумба" с ядерным движком вроде как и можно построить Америка ( Луна ), тоже как бы есть только вот нахрен никому особо строить и плыть ( лететь) не надо. Нет грузопотока необходимого. Так одноразовые "заплывы".

26
foster91 · 24-02-2016

Villi - В общем как видим тенденция в космосе склоняется к ионно-плазменным движкам различных модификаций, а мечты про ядерные двигатели можно засунуть на дальнюю полку.
Роскосмос вот разрабатывает ядерные двигатели, так что еще не все потеряно. В НАСА просто перестраховщики и не хотят связываться с атомными энергиями, а наши молодцы, двигаются вперед.

27
Vili14 · 24-02-2016

....Роскосмос вот разрабатывает ядерные двигатели, так что еще не все потеряно..... ну да, хорошая тема по распилу денег)). Лет так на 50+ минимум кормушка). Не хотите рассказать, что за 25+ лет своего никчемного существования шаражка по имени "роскосмос" разработала, протестила и внедрила?

28
Mars3174 · 26-02-2016

Больше всего в новости запомнилось сравнение двигателя со... столом. Да да, именно со столом.Почему-то дальше читать не захотелось. Разработка двигателей-прототипов - это хорошо, но не стоит забывать и о самой технологии доставки людей на красную планету, как и об их возвращении.В общем работа ведётся, а значит будет результат и это в любом случае радует!

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2020. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!