Ионный космический двигатель NASA поставил рекорд скорости

Ионный космический двигатель NASA поставил рекорд скорости

Новый космический двигатель NASA X3, разрабатываемый в Мичиганском университете совместно с агентством и ВВС США, поставил рекорд скорости в недавних тестах. Данную технологию планируется использовать для полетов людей на Марс и в другие уголки нашей системы.

X3 отличается от традиционных двигателей, полагаясь на поток ионов для движения космического корабля. Плазма, выбрасываемая из камеры двигателя позволяет достигать скорости значительно превосходящей скорость двигателей на химической тяге.

Для сравнения, ракеты с химическими ускорителями способны достигать скорости в 5 километров в секунду, тогда как плазменный ускоритель может достигать скорости в 40 километров в секунду. Такая скорость отлично подходит для полетов на дальние дистанции. Более того, руководители проекта считают, что ионные двигатели как раз и доставят первых людей на Марс в ближайшие 20 лет.

Кроме того ионные двигатели значительно эффективнее химических, используя во много раз меньше топлива. Согласно прогнозам, при тех же объемах топлива ионные ускорители способны преодолевать в десять раз большую дистанцию.

Последние тесты продемонстрировали, что X3 может работать на мощности более 100 кВ, генерируя ускорение в 5.4 ньютона — самое высокое значение для ионных плазменных ускорителей. Проблема в том, что ионный двигатель генерирует небольшое ускорение за момент времени, тогда как химические ракеты достигают высокой скорости за короткий промежуток времени. 

Инженеры изучают способы, как можно повысить темп наращивания скорости. Один из вариантов — оснастить ракету несколькими двигателями. Для этого потребуется повысить энергоэффективность и портативность двигателя. Сейчас двигатель X3 можно передвигать только при помощи крана. 

39 Комментариев

  • Vinche
    Комментарий скрыт. Показать

    Инженеры изучают способы, как можно повысить темп наращивания скорости. Один из вариантов — оснастить ракету несколькими двигателями.

    Ну капец "инженерное" решение. Можно еще ставить на разгон химический и избавляться от него после включения ионного.

    15
  • freawertyhn
    Комментарий скрыт. Показать

    я как раз только что вернулся с просмотра Валериана (да, он еще идет!) там тоже было классно обыграно, как НАСА строило и расширяло МКС, и к 2500 г. с помощью ионного движка стало пктешестовать за сотни световых лет от Земли

    1
  • Citizen_of_Kekistan
    Комментарий скрыт. Показать

    -Как называется ваш новый двигатель?
    -хз

    32
  • Комментарий скрыт. Показать

    а в школе больная на голову советская училка говорила что химические двигатели вершина прогресса и лучше не изобретут никогда, как же я рад что живу в то время когда технологии развиваются с невероятной скоростью

    4
  • Wookiee
    Комментарий скрыт. Показать

    Один из вариантов — оснастить ракету несколькими двигателями.

    В KSP так же делал...

    1
  • Golemming
    Комментарий скрыт. Показать

    не путайте блин скорость и ускорение. а то в тексте хаос

    @Vinche, ну так на ионном он никогда и не взлетит. Только химический. а вот в космосе уже варианты возможны

    4
  • Varidas
    Комментарий скрыт. Показать

    Осталось решить проблему перегрузок и торможения.

    2
  • Skykila
    Комментарий скрыт. Показать

    @barsuk101,

    а в школе больная на голову советская училка

    Школьник? А по какому предмету учительница то?

    что химические двигатели вершина прогресса

    На данный момент да. К слову, ионные двигатели пытались сделать уже лет 50, как и ядерные, а воз и ныне там.

    ускорение в 5.4 ньютона

    У SuperDraco (SpaceX) тяга 73000 ньютона
    У РД-180 4152135,61 ньютона
    Так что 5.4 ньютона это не то чтобы уж очень много.

    тогда как плазменный ускоритель может достигать скорости в 40 километров в секунду

    За 40 миллионов лет? И это не шутка.

    5
  • DeathRaider
    Комментарий скрыт. Показать

    Эх, было бы как в Стелларисе - разработал технологию и сразу на корабль.

    0
  • NewArt
    Комментарий скрыт. Показать

    В тексте такой кошмар, что даже не знаю с чего начать. Что значит достичь 5км\с? может скорость истечения в-ва 5км\с?
    Ну и уже указанная путаница со скоростями и ускорением.

    4
  • nirgam
    Комментарий скрыт. Показать

    @Skykila, ионные двигатели уже давно сделали, ставят на аппараты и запускают.

    1
  • Skykila
    Комментарий скрыт. Показать

    @nirgam, А я разве сказал обратное?

    1
  • ILoveCookies
    Комментарий скрыт. Показать

    @Skykila, общую тягу от ускорения можешь отличить?

    0
  • Skykila
    Комментарий скрыт. Показать

    @ILoveCookies, естественно

    @NewArt, Так это всё про скорость истечения вещества?

    1
  • ILoveCookies
    Комментарий скрыт. Показать

    @Skykila, тогда к чему это: "У SuperDraco (SpaceX) тяга 73000 ньютона У РД-180 4152135,61 ньютона"
    Развитая скорость и ускорение. Ты это различаешь вообще или нет?

    0
  • Skykila
    Комментарий скрыт. Показать

    @ILoveCookies, Вообще то я писал именно про тягу, и да, я ошибся (не надо было цитировать), тяга ионных двигателей примерно 20—250 миллиньютонов.

    1
  • nirgam
    Комментарий скрыт. Показать

    @Skykila,

    На данный момент да. К слову, ионные двигатели пытались сделать уже лет 50, как и ядерные, а воз и ныне там.

    Пытались сделать воспринимается как будто что-то делали, но не смогли.

    1
  • Vinche
    Комментарий скрыт. Показать

    @Golemming, та не. Я о том что идея вообще не в духе инженера НАСА.
    Что-то типа:
    - а как увеличить мощность двигателя в два раза?
    - а давайте поставим два двигателя!
    - гениально

    2
  • Archer
    Комментарий скрыт. Показать

    В тексте какой-то ппц. Обыватель, который вообще не в курсе проблемы, может по глупости решить, что скоро у нас тут вместо ракет в космос полетят космические корабли, прям как в крутой фантастике по ящику.
    На деле этот движок хорош только тем, что экономичен. И все. Относится к группе электрических двигателей. Действует по тому же принципу, что и химический реактивный "давайте что-нибудь посильнее выпихнем сзади, чтобы быстрее лететь вперёд". В принципе на орбите вроде и сейчас есть аппараты с такими двигателями. Оторваться а нем от Земли и улететь на орбиту нереально. Только старые добрые реактивные ракеты. =)

    2
  • artxays
    Комментарий скрыт. Показать

    Какое NASA, какой Мичиганском универ, или ВВС США. Шазушные "инженеры" придут порядок наведут.

    5
  • Hackleberry
    Комментарий скрыт. Показать

    @barsuk101, Рано радуешься - лучше то еще и не изобрели...
    Летают на химии. И долго еще будут летать. Так что пока она права.

    ps/ там какой-то мудрец получше чем я мысль выразил

    1
  • Skykila
    Комментарий скрыт. Показать

    @nirgam, Это не совсем то что я имел ввиду, ионные двигатели существуют, и в своей нише они вполне хороши, но как замена химическим, это вряд ли.

    1
  • hazestalker
    Комментарий скрыт. Показать

    @barsuk101, естественно, у них одна стабильность в голове и та канет в Лету
    @Vinche, об этом же подумал, но Маск в это время испытывает многоповторки, возможно они тоже в них заинтересованы. Лучше стартовую установку катапультой сделать
    @Skykila, не с тобой ли мы спорили про эволюцию компьютеров до фотонных? Рано или поздно прогресс наступит, иногда для этого нужно развития в других областях

    1
  • Skykila
    Комментарий скрыт. Показать

    @hazestalker, нет, не со мной, тем более я считаю, что фотонные компьютеры это наше будущие, но

    Рано или поздно прогресс наступит

    Несомненно, но не факт, что будущее будет таким, каким кажется сейчас, почитайте прогнозы начала XX века, и посмотрите, что сбылось.

    0
  • NewArt
    Комментарий скрыт. Показать

    @Skykila, Вы можете приблизиться к скорости света хоть на пороховой ракете, просто у вас это займет уйму времени и еще больше пороха. Есть же затертая до дыр формула Циолковского, простая и позволяющая примерно понять, что получится при опр. вводных.

    1
  • Wookiee
    Комментарий скрыт. Показать

    @Skykila,

    тяга ионных двигателей примерно 20—250 миллиньютонов.

    Таки в статьях на англоязычных ресурсах пишут про достигнутый рекорд в 5,4 Н тяги, что дохрена для ионника.

    It generated 5.4 Newtons of thrust

    0
  • Skykila
    Комментарий скрыт. Показать

    @NewArt, это понятно, и я представляю сколько времени потребуется ионному двигателю (даже с 5,4 Н тяги) чтобы разогнать какую-нибудь смешную массу (тонн 20) до релятивистских скоростей.

    Таки в статьях на англоязычных ресурсах пишут про достигнутый рекорд в 5,4 Н тяги.

    Ну я так и написал, но мне грамотеи стали писать всякую фигню, вот я взял данные из вики.

    что дохрена для ионника.

    Несомненно, то так же несомненно, что особого применения ионных двигателей, за пределами маневровых двигателей спутников, нет.

    0
  • hazestalker
    Комментарий скрыт. Показать

    @Skykila, это понятно, в нашей стране тоже постоянно обещали, так и не сбылось. Если будущее как изоббражали в фильмах - летающие бублики, то спасибо что не сбылось. Мог быть прогресс, но многие заняты более "важными" вещами
    @Skykila, двигатель Эпштейна (Экспансия)

    0
  • WiLLLLL
    Комментарий скрыт. Показать

    Нужны двигатели побольше

    0
  • Комментарий скрыт. Показать

    @Skykila,

    Несомненно, то так же несомненно, что особого применения ионных двигателей, за пределами маневровых двигателей спутников, нет.

    Маневровые работают на сжатом газе. Ионные используются для ускорения-замедления, как маршевые. Но поскольку тяга у них ничтожная, они работают сотнями часов.
    И да, для межпланетных полетов автоматических кораблей, когда срочность не важна, и лететь можно долго (но зато далеко) ионные двигатели идеальны.
    Ну, в смысле, из того, что есть сейчас.

    0
  • SnowSmilic
    Комментарий скрыт. Показать

    В теории, ничто не мешает поставить и врубить ионные движки за пару дней до вылета, а после выхода на орбиту сразу иметь скорость с ионных движков. Аль глупость сморозил? Ну просто даже на орбите ионные движки будут долго разгонятся с нуля, смысл только при полетах дальше Луны и будет.

    1
  • Golemming
    Комментарий скрыт. Показать

    какая скорость света (ну, даже 99% от) на химических двигателях, алло! Чтоб разогнать тонну груза до околосветовых скоростей... скажем так, вам понадобится настолько много топлива... Блин, я боюсь даже представить.

    вот вам с калькулятор для удобства http://keisan.casio.com/exec/system/1224060366

    Еще один забавный момент - вы не выживете. Ну, разве что в виде расплавленного гуано до уровня элементарных частиц. На таких скоростях ЛЮБОЙ атом на вашем пути будет обладать гигантской энергией.

    И даже если это все отбросить - вы не переживете ускорение. Ну, если вы хотите при жизни своей такой скорости достичь. Пусть эта жизнь и будет недолгой. Потому что даже с постоянным ускорением в 2 старых добрых земных G вам понадобится лет 150. И еще столько же - что б потом притормозить у придорожного макдональдса

    @Mikk, чтоб затормозить с помощью ионных двигателей... блин, ты будешь ооооочень долго тормозить. Куда проще иметь запас традиционного топлива с высокой тягой. Как минимум сэкономишь по времени гигантское количество драгоценных лет

    @SnowSmilic, представь что у тебя есть шайба с маленьким парусом на бесконечном льду без сил трения и т.д. Каждый день ты подходишь и очень легонько дуешь в парус. Как думаешь через сколько дней/месяцев/лет шайба разовьет хоть слегка адекватную скорость? для примерного масштаба https://chtoes.li/voyager/

    1
  • coolAK
    Комментарий скрыт. Показать

    Еще одно доказательство того, что научная фантастика сбывается:
    Матрица - корабль Новохудоносер

    1
  • Комментарий скрыт. Показать

    @Golemming,

    Как минимум сэкономишь по времени гигантское количество драгоценных лет

    Разгоняться\тормозить 10 минут или минуту, но с десятикратной мощностью - одно и то же (если не думать о деталях типа перегрузки, прочности конструкции и т.д. - но предположим, что с этим всё нормально).
    Так вот, при этом горючего для химического двигателя (по общей массе) потребуется намного больше, чем для ионного. В том и выигрыш.
    Да, это будет медленнее. На порядки. Поэтому там, где время играет роль, ионные двигатели химическим не конкуренты. Но в дальних межпланетных полетах, которые сейчас занимают годы, выигрыш в массе важнее, чем в скорости.

    0
  • Golemming
    Комментарий скрыт. Показать

    порылся тут в интернете. На разгон 1 кг до 99% скорости света вам нужно всего ничего - эквивалент порядка 65 тонн TNT. Или чуть больше чем выделил взрыв самой большой бомбы в истории человечества https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B0%D1%80%D1%8C-%D0%B1%D0%BE%D0%BC%D0%B1%D0%B0

    Нашел пример что для разгоны единицы массы (скажем 1 кг) до скорости всего в половину скорости света вам нужно 10^16860 кг угля... Да, 10 с 16860 нулями.

    Итого - космос вам не шутки :)

    0
  • Комментарий скрыт. Показать

    @SnowSmilic,

    Аль глупость сморозил?

    Да, к сожалению.

    У ионных двигателей нет какого-то долгого "пускового периода", они просто слабые. Но при этом ионный двигатель с запасом газа и реактором, очень неторопливо, разгонит ракету сильнее, чем кислородно-водородный с баками горючего той же суммарной массы.

    И о скорости. У любого космического аппарата, который взлетел и сумел остаться на орбите, скорость уже есть - "первая космическая", где-то 8 километров секунду. Если ее увеличивать, орбита будет "подниматься", до тех пор, пока не будет достигнута вторая космическая скорость (11 километров в секунду), и тогда аппарат уйдет с орбиты вокруг Земли на орбиту вокруг Солнца. Если ее уменьшать (или лететь, как МКС, по орбите где чувствуется сопротивление атмосферы) - грохнется раньше или позже.

    Так вот, увеличивать скорость, находясь на высокой орбите, можно неторопливо. Ионник потянет.

    0
  • Fortuna
    Комментарий скрыт. Показать

    Не понял. Это получается за 4-5 лет можно долететь до марса?

    0
  • Комментарий скрыт. Показать

    Изобретатели! Такое впечатление, что они перечитывают старые журналы "Наука и Жизнь"

    0
  • Vik
    Комментарий скрыт. Показать

    @barsuk101, Ла-9 и Ла-11 были лучшими поршневыми истребителями, потому как были последними, "Чайка" была лучшим бипланом-истребителем по той же причине. Американца до сих пор пользуются советскими ракетными двигателями (и их модификациями), ибо сделать лучше не могут, возможно эти РД тоже станут последними в своём роде. Может, училка это имела ввиду?

    0
Войдите на сайт чтобы оставлять комментарии.