Инфицированы будущим
При поддержке

Прогностика — наука для предсказания будущего. Философия ставит две проблемы прогнозирования (футурологии): первая — будущее не существует как объект, вторая — прогнозирование как исследование тенденций развития бытия — не есть наука. В то же время любая теория, любая форма общественного сознания предполагает размышления о будущем, без надежды на будущее нет смысла настоящего.

Космос будущего → Ad Astra Rocket Company и её двигатель будущего.

  Компания Ad Astra Rocket Company, основанная бывшим астронавтом и физиком Франклином Ченг-Диазом с 2005 года ведёт разработки новых типов ионных двигателей. Используемые в настоящее время ракеты сжигают химическое топливо для разгона и движения. Для путешествий к другим планетам необходимо большое количество такого горючего, что увеличивает стартовую массу и стоимость таких экспедиций. Ионные двигатели давно известны, пока использовались несколько раз но имеют маленькую мощность и разгоняют корабль постепенно. Принцип его работы заключается в ионизации газа и его разгоне электрическим полем, за счет чего достигается реактивная тяга. Если сравнивать химические двигатели и ионные по расходу топлива с машинами. То первые - это автомобили формулы один, вторые скутеры.

Но разрабатываемый в данное время VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket - Электромагнитный ускоритель с изменяемым удельным импульсом) должен быть гораздо эффективнее предшественников за счет использования радиочастотного генератора для производства плазмы.

 Устройство двигателя. Он представляет собой новый тип электрического двигателя с уникальными преимуществами. В VASIMR газы, такие как аргон, ксенон, или водород вводят в трубку окруженные магнитом и группу из двух антенн (так называемые "муфты" ). Затем происходит возбуждение плазмы при помощи разгона и разогрева в ускорители. В конце ракеты (магнитное сопло) преобразует частицы плазмы в тепловое движение и направленный поток.

vasimr.jpg

 VASIMR способен как производить малую тягу с высоким удельным импульсом, так и относительно высокую тягу с низким удельным импульсом. И стоимость его использования должна быть на порядок ниже используемых химических двигателей. 

 Источником питания для нового двигателя может служить как солнечная энергия так и небольшой ядерный реактор. Использование солнечной энергии предпочтительнее в околоземной орбите и при транспортировке грузов на луну. Ядерный реактор необходим для достижения большой мощности и скорости,  и лучше применять при полётах к другим планетам.

Проект жизнеспособный и развивается, 10 декабря 2008 года Ad Astra заключила контракт с НАСА о использовании двигателя  VF-200 на МКС с 2012 года. На МКС будут проходить испытания работы двигателя в космосе.

vx200_phasea_nozzle.jpg

Видео с испытаний двигателя в лаборатории:

Применение. Двигатель может использоваться и как космический буксир для транспортировки со сверхвысокими скоростями на дальние расстояния. И для компенсации торможения в верхней атмосфере Земли (подъем орбиты) для орбитальных станций.

Перспективы. Для демонстрации преимуществ двигателя VASIMR был проведен расчет возможного сценария пилотируемой экспедиции к Марсу. При этом суммарная мощность кластера из трех двигателей и атомного реактора считалась равной 12 МВт. На рисунке показан вариант возможной архитектуры такого корабля. В нем баки с водородом используются в качестве эффективной противорадиационной защиты.

VASIMR_ScrSh3.jpg&t=1

188-тонный пилотируемый корабль покидает околоземную орбиту (LEO) 6 мая 2018 года и доставляет полезную нагрузку массой 60.8 тонн на Марс за 115 дней. (Сейчас рекорд минимального времени полета к Марсу, равный 131 суткам, принадлежит американскому КА Mariner 7, стартовавшему 27.03.1969 и пролетевшему около планеты 05.08.1969 - примечание редактора). При этом в течение первых 30 дней происходит разгон по раскручивающейся спирали вокруг Земли, а затем, через 85 дней полета по гелиоцентрической траектории, происходит первая встреча с Марсом, при которой экипаж совершает посадку. Еще через 131 день корабль второй раз встречается с Марсом и по снижающейся спирали в течение 7 дней выходит на околомарсианскую орбиту, ожидая возвращения экипажа.

На первом этапе (раскручивающаяся спираль) двигатели работают при постоянном удельном импульсе ISP = 3000 с, что соответствует режиму максимальной тяги. После этого ISP и тяга изменяются по оптимальному графику, обеспечивая прибытие корабля к Марсу с относительной скоростью 6.8 км/с. На рисунке показан график изменения ISP. В течение всего полета поддерживается постоянная максимальная мощность.

Сценарий возвращения аналогичен. Разгон по раскручивающейся спирали вокруг Марса занимает только 4 дня, благодаря уменьшившемуся весу корабля и меньшей гравитации. После этого полет к Земле происходит в течение тех же 85 дней. Экипаж совершает посадку, а корабль либо остается на высокой орбите, либо отправляется на Солнце или уходит из Солнечной системы.

При расчетах исследовалась возможность аварийного возвращения корабля в различных ситуациях. Рассматривались случаи аварий, приводящих к потере мощности двигателя или запасов топлива, а также серьезных сбоев, не связанных с топливной системой. Так, при аварии на 9-й день полета по гелиоцентрической траектории (39-й день после старта с LEO) возможно возвращение на Землю в течение 75 дней, даже если при аварии была потеряна треть остатка топлива. В случае аварии на 14-й день полета по гелиоцентрической траектории при отсутствии потерь топлива и отказов двигателей возможно возвращение в течение 125 дней. Наконец, при аварии на 60-й день полета по гелиоцентрическому участку время возвращения составит 370 дней.

Если сравнивать рассмотренный сценарий пилотируемой марсианской экспедиции с базовым проектом NASA , предусматривающим использование ядерного и химических двигателей, то общие сроки значительно сокращаются. Кроме того, в базовом проекте во всех рассмотренных выше аварийных ситуациях потребовалось бы лететь к Марсу и ожидать на его орбите или на поверхности открытия "окна" для возвращения, не имея возможности вернуться на Землю раньше.

NASA_VASIMR_AdAstra_Rocket.jpg

 

Официальный сайт 

Вики

  -3

Комментарии

>разгоне электростатическим полем

И как вы в целом электронейтральную плазму собрались эффективно разгонять электростатическим полем? На приведённой вами же картинке прямо указано RF Booster Antenna, зачем вы глупости пишете.

P.S.: Может стоит поставить ссылку на 3D News?

хотел своими словами написать, чтоб было всем понятно ссылка вот http://www.adastrarocket.com/aarc/ у 3D News статья называется за 39 дней до Марса

>>>И как вы в целом электронейтральную плазму собрались эффективно разгонять электростатическим полем?

- может есть смысл половину плазмы уводить в направлении, перпендикулярном направлению полёта, например в боковые баки, а вторую половину пускать в расход. Когда газ для плазмы закончиться - поменять полярность разгоняющих катушек и пустить в расход ранее отведённую половину плазмы.

Плазма в баках? Шутить изволите?))

В общем, тут, насколько я знаю, выгодней не городить заборы, а разгонять плазму электромагнитным полем, как оно сейчас и делается.

а, ну если ваша претензия была только про электромагнитное/электростатическая...

в баках водород, он и разгоняется становлясь плазмой

почему электронейтральную?

Потому что это плазма полученная из электронейтрального газа.

>>>Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket - Электромагнитный ускоритель с изменяемым удельным импульсом

- я не эксперт в плазменных двигателях, но, по-моему, гораздо корректнее перевести с английского название двигателя как "Магнитно-плазменный...", нежели как это было сделано. Просто фраза с фразой "Электромагнитный ускоритель" невольно ассоциируется вертолётик с электромагнитным двигателем, ну или вы лучшем случае, локомотив поезда=)

Да нет. То, что по ссылке - это электромагнитный ускоритель... про пушку Гаусса особенно. А это всё-таки про другой принцип.

© 2019 Trend Club