Предстоящите десетилетия на космически изследвания зависят от едно единствено упорито число: 225-те милиона километра между Земята и Марс. Химическите ракети, гръбнакът на всяка космическа програма до момента, се нуждаят от приблизително осем месеца, за да изминат това разстояние. Руски изследователи сега твърдят, че могат да съкратят пътуването до 30 дни, използвайки двигател, който превръща водорода във високоскоростен плазмен лъч.

Задвижващата система, разработена от Троицкия институт на държавната ядрена корпорация „Росатом“ близо до Москва, преминава наземни изпитания в 14-метрова вакуумна камера, предназначена да възпроизведе условията в Дълбокия космос. Ако технологията се представи така, както са проектирали създателите ѝ, тя не само ще съкрати времето за междупланетно пътуване, но и ще промени коренно планирането на мисиите, дизайна на космическите кораби и стратегическото смятане на правителствата, конкуриращи се за влияние отвъд ниската околоземна орбита.

Залогът е по-голям от простата скорост. По-бързият транзит означава, че екипажите прекарват по-малко време, изложени на космическа радиация и микрогравитация, два от най-трудните за лечение рискове за здравето при човешки космически полети. Това също така отваря вратата за рутинни доставки на товари и в крайна сметка за устойчиво човешко присъствие на друг свят. Но зависимостта на двигателя от бордовия ядрен реактор и необичайно ниската му тяга повдигат въпроси дали лабораторните резултати могат да се превърнат в система, готова за полет, в рамките на това десетилетие.

Магнитоплазменият ускорител задвижва заредени частици – протони и електрони – до скорост от 100 километра в секунда, въз основа на твърдения на Алексей Воронов, първи заместник-директор по науката в Троицкия институт. Воронов каза пред „Известия“, че в традиционните силови агрегати максималната скорост на потока на материята е около 4.5 километра в секунда – ограничение, наложено от условията на горене на горивото. В новия двигател, обясни той, работното тяло се състои от заредени частици, ускорени от електромагнитно поле.

Константин Гуторов, научен съветник на проекта, каза, че прототипът работи в импулсно-периодичен режим с мощност приблизително 300 киловата. Гуторов добави, че по-ранни изследвания са оправдали живот на двигателя от над 2400 часа, което той определи като достатъчно за транспортна операция до Марс. Настоящата фаза на тестване има за цел да демонстрира производителността на прототипа в този импулсен режим.

Двигателят разчита на два електрода: заредените частици преминават между тях, докато се прилага високо напрежение, създавайки магнитно поле, което изтласква частиците навън. По този начин плазмата получава насочено движение и произвежда тяга. Бириулин също така отбеляза, че двигателят не изисква екстремно плазмено нагряване, което ограничава износването на компонентите и позволява електрическата енергия да се преобразува почти изцяло в движение.

Прогнозната тяга е около 6 нютона, което е максималната сред проектите, които в момента се разработват. С такива характеристики междупланетен кораб би се нуждаел от резерв от време за ускорение и спиране, което означава, че полетът би се състоял предимно от плавно ускорение, последвано от забавяне.

Двигателят не е проектиран да издига космически кораби от земната повърхност. Ракети носители с конвенционално химическо задвижване биха извели апарата до ниска околоземна орбита, след което плазмената система би се активирала за междупланетно пътуване. Бордови ядрен реактор осигурява постоянната електрическа енергия, необходима за поддържане на електромагнитното поле и ускоряване на частиците.

Работното гориво е водород. То има две предимства: неговите атоми са леки, което позволява значителни скорости без голям разход на работно вещество, и той е най-разпространеният елемент във Вселената, което евентуално би могло да позволи презареждане с гориво на място. Представители на „Росатом“ очакват, че летателен модел на установката ще се появи през 2030 г.

Снимка: Unsplash

Виж още: Това е повратната точка, когато стареенето на тялото ви се ускорява