Ионные двигатели «Центра Келдыша» будут испытаны через 5 лет

Ионные двигатели, разработанные в исследовательском центре имени Келдыша, пройдут космические испытания в 2025-2030 годах. Эксперты называют эти работы самыми перспективными для освоения дальнего космоса и осуществления межпланетных перелетов.

Следите за новостями «Новый оборонный заказ. Стратегии» в Google News, будьте в курсе событий!

Сотрудники унитарного предприятия назвали параметры разработки: мощность от 200 Вт до 35 кВт, срок службы до 15 лет. При этом в исследовательском центре уже планируется система мощностью до 100 кВт. Предполагается, что двигатели малой мощности будут использоваться в низкоорбитальных малых космических аппаратах, высокой мощности - в тяжелых транспортных системах.

Об устройстве и значении ионных двигателей журналу «Новый оборонный заказ. Стратегии» рассказал Председатель Секции истории авиации и космонавтики СПбФ ИИЕТ РАН, заместитель председателя СПбО Русского Космического Общества Виталий Лебедев:

Ионный двигатель — один из типов электрического ракетного двигателя. Его принцип работы основан на создании реактивной тяги истекающим ионизированным газом, который разгоняется до высоких скоростей электрическим полем. То есть ионная двигательная установка (ДУ) характеризуется малой тягой и высоким удельным импульсом.

Достоинства таких двигателей — малый расход рабочего тела (топлива, в основном это инертные газы — аргон, ксенон и т.п.) и продолжительное время функционирования. Недостаток — ничтожная тяга по сравнению с обычными химическими ДУ. Поэтому ионные ДУ не могут применяться для старта с планеты, там, где необходимо преодоление сил гравитации, а используются в безвоздушном пространстве (космосе) для управления космическими аппаратами, рассчитанными на длительное функционирование при ограниченных размерах. В основном, это системы ориентации и положения искусственных спутников на орбите, или на небольших автоматических космических станциях, в качестве основного тягового двигателя.

При достаточно долгой работе, например в ходе межпланетного перелета, ионный двигатель способен разогнать космический аппарат до скоростей, недоступных сейчас никаким другим существующим видам двигательных установок. Переводя на автомобильный язык, это эффективный и экономичный двигатель для крейсерского режима движения. Ресурс работы ионных ДУ составляет от 10 тысяч до 100 тысяч часов, сейчас и у нас, и за рубежом ведутся работы по увеличению мощности таких двигателей.

Впервые идея подобного двигателя была выдвинута фантастами в 1910 году (роман Дональда В.Хорнера «Аэроплан к солнцу: приключения авиатора и его друзей»). Теоретическую базу создания таких ДУ впервые сформулировал Роберт Годдард в 1917 году. Но лишь в 1954 году Эрнст Штулингер сделал необходимые расчёты.

В 1930-х годах в Ленинграде уже велись работы над электроракетными двигателями, разновидностью которых стали ионные ДУ, основной прорыв произошел в конце 1950-х. И уже в 1964-м году на советский КА «Зонд-2» был установлен в том числе плазменно-эрозионный двигатель конструкции А.М. Андрианова. Он работал как двигатель ориентации и питался от солнечных батарей.

Сегодня при планировании дальнейшего освоения космического пространства, а также перспектив межпланетных исследований разработка подобных ДУ вместе с развитием ядерно-энергетических установок становится самым перспективным направлением исследований.