Европейцы испытали новый ионный двигатель

Новый ионный двигатель был разработан в рекордно короткие сроки — всего за 4 месяца. В ноябре 2005 года DS4G протестировали в Лаборатории электрической тяги в Нидерландах.

По своим характеристикам он намного превосходит все существующие аналоги — его использование обещает настоящий технологический прорыв в области космических двигателей. По мощности он в 10 раз превышает существующие ионные аналоги и в 4 раза — прототипные, и позволит космическим кораблям развить скорость до 210 км/cек.

Ионные двигатели создают тягу, используя электрическое поле для ускорения положительно заряженных ионов. Ионные двигатели уже устанавливались на космических аппаратах — на исследовательской станции НАСА Deep Space 1 (DS 1) и на экспериментальном геостационарном спутнике связи ESA Artemis. В последнем случае, благодаря наличию на борту 4-х ионных двигателей, удалось спасти казавшийся окончательно утраченным спутник, постепенно «поднимая» его на расчетную орбиту. В настоящее время ионный двигатель впервые в истории космонавтики используется в качестве основного на космическом аппарате ESA SMART-1, который проводит съемку лунной поверхности.

Новый ионный двигатель, по оценкам специалистов, превзойдет аналог, установленный на SMART-1. «Космические корабли будущего с новым типом ионного двигателя смогут отправиться не только на Луну, но даже и за пределы нашей Солнечной системы», — комментирует доктор Роджер Уолкер (Roger Walker), технический руководитель проекта. По мнению специалистов ESA, двигатель может быть использован в пилотируемом корабле к Марсу.

Обычный ионный двигатель состоит из трех решеток, в каждой — по тысяче миллиметровых отверстий. Решетки подсоединяются к камере с рабочим веществом. На первую решетку подается напряжение в тысячи вольт, вторая — находится под низким напряжением. В результате создается электрическое поле, под действием которого ионы из топливного резервуара эжектируются и ускоряются. Третья решетка останавливает электроны, движущиеся в обратном направлении. В идеале, разница напряжений между двумя решетками должна быть как можно больше, чтобы увеличить скорость ионов и эффективность расхода топлива. Но когда разница напряжений приближается к 5 кВ, ионы разрушают  вторую решетку при столкновениях с ней.

В новом ионном двигателе DS4G используются 4 решетки — эту идею предложил в 2001 году британский специалист, доктор Дэвид Фирн (David Fearn). Ионы эжектируются при помощи двух решеток, расположенных близко друг к другу и находящихся под высоким напряжением. Далее расположены две другие решетки. Разница напряжений между парами решеток ускоряет ионы. Новая система позволяет создавать между двумя наборами решеток разность напряжений до 30 кВ и не вызывает их разрушения.

#gallery#

Сверхмощные и надежные ионные двигатели DS4G позволят космическим аппаратам совершить путешествие к Марсу и вернуться на Землю, а также существенно сократят время полета к удаленным планетам, например, Плутону. Но прежде специалисты должны будут существенно доработать двигатели и провести множество дополнительных тестов.