Екип от Laboratório на НАСА от Propulsão до Jato (JPL), в партньорство с изследователи от Universidade от Princeton и Centro Glenn от Cleveland, успешно изстреля прототип на електрическо тласкащо устройство, 25 пъти по-мощен от всеки, тестван преди това на Estados Unidos. Магнитоплазмодинамичната (MPD) система работи при нива на мощност, достигащи 120 киловата, надминавайки всички електрически тласкачи, които в момента работят на космическия кораб на агенцията. Пробивът бележи решителна стъпка към бъдещи човешки мисии до Marte.
Тестването се проведе през февруари 2026 г. във вакуумното съоръжение за кондензиращ метален пропелант (CoMeT) на JPL, уникална национална лаборатория, способна безопасно да тества системи, използващи пропеленти от метални пари. Прототипът използва метални литиеви пари като гориво и достига температури над 2800 градуса Celsius върху волфрамовия електрод по време на петте извършени запалвания.
Tecnologia, който работи над очакванията
Тласкащият двигател MPD се различава от конвенционалните електрически системи, като използва високи електрически токове за взаимодействие с магнитно поле и електромагнитно ускоряване на литиевата плазма. Иновативният подход Essa генерира значителна и непрекъсната тяга, без да разчита изключително на слънчева енергия, както при предишните поколения електрически тласкащи двигатели.
James Polk, старши научен сътрудник в JPL, подчерта важността на резултата. „Не само показахме, че пропелантът работи, но също така постигнахме нивата на мощност, които имахме като цел.“ Събраните данни предоставят на изследователите солидна основа за справяне с предизвикателствата на увеличаването на производството. Конструирането и проектирането на прототипа отне две години интензивна работа.
MPD технологията не е нова. Изследователите го изучават от 60-те години на миналия век, но никога не са работили с толкова високи мощности в Estados Unidos. Решаващ аспект на разработката беше, че задвижваното с литий гориво “никога не е летяло оперативно” преди тези тестове, което го прави истински крайъгълен камък за аерокосмическото инженерство.
Eficiência революционен в сравнение с конвенционалните ракети
Електрическите тласкачи предлагат значително икономическо и техническо предимство пред традиционните химически ракети. Segundo екипът на JPL, тези системи могат да използват до 90% по-малко гориво от мощните ракети, използвани за избягване на земната гравитация. Essa драстично намаляване на разхода на гориво значително намалява разходите за космически мисии.
Електрическото задвижване работи на коренно различен принцип от химическите двигатели. Вместо да изгаря гориво за генериране на незабавна тяга, той събира енергия и я използва за ускоряване на малки количества йонизирано гориво. Essa бавното, непрекъснато изтласкване на газ произвежда постоянна тяга, която при достатъчно време достига скорости, много по-високи от конвенционалните ракети. Космическият кораб Psyche на НАСА, оборудван с по-малко мощни електрически тласкачи, вече демонстрира тази способност, като пътува с повече от 200 000 километра в час, използвайки малка, но постоянна сила.
Изследователите казват, че задвижваните с литий MPD тласкачи имат потенциала да работят при високи нива на мощност, да използват гориво със забележителна ефективност и да осигуряват значително по-голяма тяга от системите, които работят днес. Combinados с ядрен източник на енергия, тези тласкачи могат да намалят масата на изстрелване на космическия кораб и да поддържат полезните товари, необходими за превоз на хора до Marte.
Desafios технически характеристики и следващи стъпки
Екипът идентифицира важно препятствие: високите температури, излъчвани от MPD тласкачите по време на работа, изискват компоненти, способни да издържат на термични крайности. Осигуряването на подходящи здрави материали ще бъде „решаващо предизвикателство“ през следващите години на развитие.
Изследователите си поставят амбициозни нови цели:
- Atingir захранва между 500 киловата и 1 мегават на витло
- Desenvolver материали, които могат да издържат на температури над 2800 градуса Celsius
- Garantir непрекъсната работа за повече от 23 хиляди часа
- Integrar множество тласкачи на един космически кораб
- Incorporar ядрени захранвания за мисии Marte
Пилотирана мисия до Marte ще изисква между 2 и 4 мегавата енергия, за да достигне планетата за жизнеспособно време. Para отговаря на това изискване, последният космически кораб може да включва множество MPD тласкачи, работещи едновременно за повече от 23 хиляди часа почти три години без прекъсване.
Posicionamento като стратегически приоритет
Администраторът на НАСА Jared Isaacman нарече теста исторически „първи“. „Това е първият път на Estados Unidos, когато електрическа задвижваща система работи при толкова високи нива на мощност“, каза той. Тестът е част от програмата Propulsão Nuclear Espacial (SNP) на агенцията, инициатива, която консолидира изследването на модерни технологии за бъдещи мисии.
Isaacman потвърди ангажимента на НАСА към дългосрочната цел да изпрати американски астронавт до Marte. „В НАСА работим върху много неща едновременно и не сме изпуснали от поглед Marte, който прави стратегически инвестиции, които ще стимулират този следващ голям скок напред.“ Успешният опит демонстрира “реален напредък” към тази амбициозна цел.
Историята на електрическото задвижване в НАСА датира от мисиите Dawn и Deep Space-1, където изследователи като James Polk прилагат знания към системите за задвижване. Опитът с Aquela осигури техническата основа, необходима за разработването на тестваните сега тласкащи устройства MPD с литиево задвижване.