Электрический двигатель рекордной мощности приближает Марс к реальности

Команда Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в сотрудничестве с исследователями из Принстонского университета и Центра Гленна в Кливленде успешно запустила прототип электрического двигателя, в 25 раз более мощного, чем любой ранее испытанный в Соединенных Штатах. Магнитоплазмодинамическая (MPD) система работала на уровне мощности, достигающем 120 киловатт, что превосходило все электрические двигатели, используемые в настоящее время на космических кораблях агентства. Это достижение знаменует собой решающий шаг на пути к будущим миссиям человека на Марс.

Испытания прошли в феврале 2026 года в вакуумной установке JPL Condensable Metal Propellant (CoMeT), уникальной национальной лаборатории, способной безопасно тестировать системы, использующие топлива в парах металлов. Прототип использовал пары металлического лития в качестве топлива и достиг температуры, превышающей 2800 градусов Цельсия на вольфрамовом электроде во время пяти проведенных воспламенений.

Технология, которая превосходит все ожидания

Двигатель MPD отличается от обычных электрических систем тем, что использует высокие электрические токи для взаимодействия с магнитным полем и электромагнитного ускорения литиевой плазмы. Этот инновационный подход создает значительную и непрерывную тягу, не полагаясь исключительно на солнечную энергию, как в предыдущих поколениях электрических двигателей.

Джеймс Полк, старший научный сотрудник Лаборатории реактивного движения, подчеркнул важность результата. «Мы не только показали, что топливо работает, но и достигли уровня мощности, который был поставлен перед нами». Собранные данные предоставляют исследователям прочную основу для решения проблем расширения производства. Постройка и проектирование прототипа заняли два года напряженной работы.

Технология MPD не нова. Исследователи изучают его с 1960-х годов, но никогда не работали на таких высоких мощностях в Соединенных Штатах. Важнейшим аспектом разработки было то, что топливо на литиевом топливе «никогда не эксплуатировалось» до этих испытаний, что сделало это настоящей вехой в аэрокосмической технике.

Революционная эффективность по сравнению с обычными ракетами

Электрические двигатели предлагают существенное экономическое и техническое преимущество перед традиционными химическими ракетами. По данным команды JPL, эти системы могут использовать на 90% меньше топлива, чем мощные ракеты, используемые для преодоления гравитации Земли. Такое резкое сокращение расхода топлива значительно снижает стоимость космических полетов.

Электрическая двигательная установка работает по принципиально иному принципу, чем химические двигатели. Вместо сжигания топлива для создания немедленной тяги он собирает энергию и использует ее для ускорения небольшого количества ионизированного топлива. Этот медленный, непрерывный выброс газа создает постоянную тягу, которая по прошествии достаточного времени достигает скорости, намного превышающей скорости обычных ракет. Космический корабль НАСА «Психея», оснащенный менее мощными электрическими двигателями, уже продемонстрировал эту способность, двигаясь со скоростью более 200 000 километров в час, используя небольшую, но постоянную силу.

Исследователи говорят, что двигатели MPD с литиевыми двигателями могут работать на высоких уровнях мощности, использовать топливо с поразительной эффективностью и обеспечивать значительно большую тягу, чем системы, действующие сегодня. В сочетании с ядерным источником энергии эти двигатели могут уменьшить стартовую массу космического корабля и поддерживать полезную нагрузку, необходимую для доставки людей на Марс.

Leia Também

Инструмент НАСА формирует имена из изображений спутников Земли и становится вирусным

WhatsApp перестанет работать на старых телефонах Android с сентября

Серверы Fortnite будут находиться на обслуживании для запуска обновления v40.30

Технические проблемы и дальнейшие шаги

Команда выявила важное препятствие: высокие температуры, излучаемые двигателями MPD во время работы, требуют компонентов, способных выдерживать экстремальные температуры. Обеспечение подходящих прочных материалов станет «важнейшей задачей» в ближайшие годы развития.

Исследователи поставили перед собой новые амбициозные цели:

• Достигайте мощности от 500 киловатт до 1 мегаватта на винт.
• Разработать материалы, способные выдерживать температуры выше 2800 градусов по Цельсию.
• Обеспечить непрерывную работу более 23 тысяч часов.
• Интегрируйте несколько двигателей в один космический корабль
• Использование источников ядерной энергии для миссий на Марс

Пилотируемая миссия на Марс потребует от 2 до 4 мегаватт энергии, чтобы достичь планеты в разумные сроки. Чтобы удовлетворить это требование, последний космический корабль может включать в себя несколько двигателей MPD, работающих одновременно более 23 тысяч часов почти три года без перерыва.

Позиционирование как стратегический приоритет

Администратор НАСА Джаред Айзекман назвал это испытание историческим «первым». «Впервые в Соединенных Штатах электрическая силовая установка работает на таком высоком уровне мощности», — сказал он. Это испытание является частью программы космического ядерного движения (SNP) агентства, инициативы, которая объединяет исследование передовых технологий для будущих миссий.

Исаакман подтвердил приверженность НАСА долгосрочной цели по отправке американского астронавта на Марс. «В НАСА мы работаем над многими вещами одновременно и не упускаем из виду Марс. Мы продолжим делать стратегические инвестиции, которые сделают следующий большой шаг вперед». Успешное испытание демонстрирует «реальный прогресс» на пути к этой амбициозной цели.

История электродвижения в НАСА восходит к миссиям Dawn и Deep Space-1, где такие исследователи, как Джеймс Полк, применили знания к двигательным системам. Этот опыт обеспечил техническую основу, необходимую для разработки двигателей MPD с литиевыми двигателями, которые сейчас проходят испытания.