Плазменный двигатель.

Плазменный двигатель - это двигатель, который преобразует рабочее тело (играющее роль топлива) в плазменное состояние, и плазменная струя, выходя из сопла двигателя, создает реактивную тягу.

Плазменные двигатели. История появления.

Идея создания плазменного двигателя, в котором могла бы возникать реактивная тяга за счёт энергии ионов, была впервые публично выдвинута в 1911 году российским учёным Константином Циолковским, одним из теоретических основоположников космонавтики.

В 1916 году были проведены первые эксперименты по созданию плазменных двигателей американским учёным Робертом Годдардом.

В то время подобные разработки не смогли стать основой каких-либо полноценных технических решений, так как они могли действовать только в условиях, максимально приближённых к вакууму.

Вопросы практического использования плазменных двигателей стали актуальны в 1960-х годах, когда СССР и США приступили к практическому освоению космического пространства. Учёными этих стран, к тому времени, были обоснованы принципы работы различных плазменно-ионных двигателей, способных создавать реактивную тягу за счёт ионизированного газа, разогнанного до высоких скоростей в электрическом поле.

Первый работающий плазменно-ионный двигатель был построен инженером НАСА Гарольдом Кауфманом в 1959 году. В качестве топлива он использовал ртуть. Суборбитальные испытания этого двигателя прошли в 1964 году, когда исследовательской ракетой был запущен научный зонд Sert 1 - первое в истории устройство, использовавшее конструкцию ионного двигателя в космосе.

В 1970-х годах в США провели ряд повторных испытаний этой технологии, но в дальнейшем развивать её не стали.

В СССР напротив было более основательно проведено Теоретическое исследование плазмодинамики, осуществлённое академиком Алексеем Морозовым, которое считается наиболее фундаментальным в мировой науке.

В 1972 году в системе ориентации советского спутника «Метеор» были использованы два электроракетных двигателя: «классический» ионный и стационарный плазменный (СПД). Последний вариант показал себя лучше, и советские специалисты сконцентрировались на этой разновидности двигателей. На их производстве стало специализироваться калининградское ОКБ «Факел», которое в дальнейшем стало развивать и совершенствовать данную технологию.

Основные типы плазменных двигателей

для космических кораблей.

Самыми отработанными и используемыми плазменными двигателями в настоящее время являются устройства, действующие на эффекте Холла. Работает такой двигатель от электрического тока, однако ему требуется и рабочее тело, которое необходимо для создания реактивной тяги и движения - вещество, которое ионизируется и отбрасывается через сопло, за счёт чего движется космический аппарат (например, криптон или ксенон.)

Схема плазменно-ионного двигателя.

Сегодня плазменно-ионные двигатели используются на спутниках, для осуществления маневров в ближнем космосе - как правило, для удержания параметров стационарной орбиты, либо изменения своего курса.

Но существует и несколько проектов, связанных с использованием плазменно-ионных двигателей для дальних космических путешествий.

Самым известным из них стала автоматическая исследовательская миссия Dawn от НАСА. В сентябре 2007 года был запущен космический зонд Dawn для исследования астероида Веста и карликовой планеты Церера. Аппарат Dawn был оснащен тремя компактными ксеноновыми ионными двигателями NSTAR, которые разгоняли атомы до скорости в десять раз выше, чем могли это сделать современные химические двигатели.

Для полета аппарату Dawn требовалось в среднем 3,25 мг топлива в секунду, а на борту аппарата разместилось 425 кг ксенона. Через девять лет после запуска космический зонд Dawn разогнался до скорости 39 900 км/час (11,1 км/с). 1 ноября 2018 года НАСА официально закончила миссию Dawn, поскольку ионные двигатели полностью выработали топливо.

Инженеры НАСА занимаются разработкой новых плазменных двигателей, использующих прежние схемы, но рассчитанных на увеличенное количество ксенона. 

На фотографии аппарат Dawn,

с компактными ксеноновыми ионными двигателями NSTAR.

Ещё одним космическим аппаратом, который успешно использовал ксеноновые плазменно-ионные двигатели для дальних полётов, стала японская исследовательская станция по изучению астероида Рюгу «Хаябуса-2». Космический зонд «Хаябуса-2» был оснащён четырьмя ионными двигателями IES и ксеноном массой 73 кг.

Серьезную работу по разработке эффективных плазменных двигателей ведет и Китай.

Плазменные двигатели. История появления плазменных двигателей. Основные типы плазменных двигателей для космических кораблей.

Женский сайт: Я-самая-красивая.рф (www.i-kiss.ru)