Nasa has selected a variety of companies to work on projects to create advanced space technologies, including a faster method of propulsion known as Vasimr , which could apparently get to Mars in a matter of weeks, not months

• Company in Texas has been asked to develop its revolutionary engine Ad Astras Vasimr engine could apparently get to Mars in 39 days It is one of 12 advanced technology projects to be funded by Nasa Others include new types of habitation and small deep space satellites

Nasa has selected a variety of companies to work on projects to create advanced space technologies, including faster methods of propulsion.

Other projects to be worked on include improved habitats for humans, and small satellites to explore deep space.

And one of the companies in the 12 Next Space Technologies for Exploration Partnerships says they have an engine that could get humans to Mars in just 39 days.

The Vasimr engine which uses plasma as a propellant is being developed by the Ad Astra Rocket company in Texas.

Their engine shot to fame a few years ago when it was revealed that it could drastically reduce the journey time to Mars from months to weeks although it may require a nuclear power source.

And following the successful test of a prototype in 2013, it seems Nasa is now considering it for use on a future mission to Mars.

If NASA successfully implements this engine then it will truly revolutionize whole Space Frontier. Imagine how easy it will become to explore near earth objects. Moreover, It will help to colonize mars in much faster rate.

Ионный двигатель

Ионный двигатель относится к классу электрических ракетных двигателей и обладает высокой удельной тягой и экономичностью. Его применение для полета на планеты Солнечной системы позволит увеличить скорость космического корабля в десятки раз.

Человечество подошло к тому рубежу, когда имеющиеся в его распоряжении технологии космических двигателей себя исчерпали. Начиная с первых полетов в космос и до настоящего времени в космических аппаратах используются жидкостные ракетные двигатели. Несмотря на технический прогресс, их характеристики мало изменились, по сути, они достигли своего предела. Поэтому ученые ищут возможности для реализации более совершенных типов ракетных двигателей. Одной из наиболее перспективных разработок сегодня считается ионный двигатель. В отличие от жидкостного двигателя, которому требуется гигантское количество топлива для достижения требуемой скорости, ионный двигатель очень экономичен. Пока его нельзя использовать для старта с Земли, так как он не обладает требуемой тягой, зато его удельная тяга очень велика. Такой двигатель позволит плавно разогнать космический корабль до сотен км/c, что для современных ЖРД невозможно в принципе. Для этого потребовалось такое количество топлива, что на полезную нагрузку не осталось бы места.

Ионный двигатель относится к электрореактивным ракетным двигателям. Принцип его работы следующий. Ионы проходят через электрическую решетку и вылетают через сопло двигателя, разгоняясь магнитным полем. В современных разработках, таких, как проект VASIMR для повышения эффективность ионного двигателя повышается за счет нагрева частиц до состояния плазмы. Для этого, в частности применяется радиочастотный генератор. Температура плазмы достигает миллионов градусов, что сопоставимо с температурой внутри Солнца. В результате достигается высокий КПД, что открывает широкие возможности для исследования как ближних, так и дальних планет Солнечной системы.

Чтобы дать наглядное представление о возможностях ионного двигателя, достаточно привести несколько цифр. Для полета на Марс с традиционным жидкостным двигателем космическому кораблю потребовалось бы от 2 до 4 лет полета в одну сторону, в то время как ионный двигатель позволит преодолеть это расстояние менее, чем за 40 дней. Это открывает возможность для пилотируемых экспедиций, поскольку время пребывания в пути становится приемлемым для экипажа. Важной проблемой, которую требуется решить при создании мощных ионных двигателей, является обеспечение силовой установки электроэнергией, которой для большого космического аппарата требуется немало. Солнечные батареи могут быть использованы лишь частично и лишь при условии близкого нахождения к Солнцу. Кардинально решить вопрос может решить ядерный реактор, который в данный момент разрабатывается Россией. Считается, что это будет ядерный ракетный двигатель. Но он может работать на разных принципах: как создавая тягу, непосредственно разгоняя рабочее вещество, так и в качестве энергоустановки. Подробности этого проекта не разглашаются, однако, в случае его успешного создания он сможет обеспечить энергией любую электрореактивную силовую установку, в частности ионный двигатель. Авторы российского проекта планируют завершить разработку к 2018 году.

Ионный двигатель - новые космические горизонты

May 6, 2013

Человек вышел в космос благодаря ракетным двигателям на жидком и твердом топливе. Но они же и поставили под вопрос эффективность космических полетов. Для того чтобы сравнительно небольшой космический корабль хотя бы зацепился за орбиту Земли, его устанавливают на вершине ракеты-носителя внушительных размеров. А сама ракета, по сути, это летающая цистерна, львиная доля веса которой отведена под топливо. Когда все оно израсходуется до последней капли, на борту корабля остается мизерный запас.

Чтобы не упасть на Землю, Международная космическая станция периодически поднимает свою орбиту импульсами реактивных двигателей. Топливо для них - примерно 7,5 тонны - несколько раз в году доставляют автоматические корабли. Но на пути к Марсу такой дозаправки не предвидится. Не пора ли распрощаться с устаревшими схемами и обратить внимание на более совершенный ионный двигатель?

Для того чтобы он заработал, безумных количеств топлива не потребуется. Только газ и электричество. Электроэнергия в космосе добывается улавливанием светового излучения Солнца панелями солнечных батарей. Чем дальше от светила, тем меньше их мощность, поэтому придется воспользоваться еще и ядерными реакторами. Газ поступает в первичную камеру сгорания, где он бомбардируется электронами и ионизируется. Получившуюся холодную плазму отправляют на разгорев, а потом - в магнитное сопло, на разгон. Ионный двигатель выбрасывает из себя раскаленную плазму со скоростями, недоступными обычным ракетным двигателям. И космический аппарат получает необходимое ускорение.

Принцип работы настолько прост, что можно собрать демонстрационный ионный двигатель своими руками. Если электрод в форме вертушки предварительно сбалансировав, установить на острие иглы и подать высокое напряжение, на острых концах электрода появится синее свечение, создаваемое срывающимися с них электронами. Их истечение создаст слабую реактивную силу, электрод начнет вращаться.

Увы, ионные двигатели обладают настолько мизерной тягой, что не могут оторвать космический аппарат от поверхности Луны, не говоря уже о наземном старте. Наиболее наглядно это можно увидеть, если сравнить два корабля, отправляющихся к Марсу. Корабль с жидкостными двигателями начнет перелет после нескольких минут интенсивного разгона и потратит чуть меньше времени на торможение у Красной планеты. Корабль с ионными двигателями будет разгоняться два месяца по медленно раскручивающейся спирали, причем такая же операция ждет его в окрестностях Марса.

И все же ионный двигатель уже нашел свое применение: им оснащен ряд беспилотных космических аппаратов, отправленных в многолетние разведывательные миссии к ближним и дальним планетам Солнечной системы, в пояс астероидов.

Ионный двигатель - та самая черепаха, которая обгоняет быстроногого Ахилла. Израсходовав все топливо в считанные минуты, жидкостный двигатель умолкает навсегда и становится бесполезным куском железа. А плазменные способны работать годами. Не исключено, что ими будет оснащен первый космический аппарат, который на досветовой скорости отправится к Альфа Центавре - ближайшей к Земле звезде. Предполагается, что перелет займет всего лишь 15-20 лет.

6 комментариев

Писатели-фантасты очень любят оснащать космические корабли своих героев ионными двигателями. Термин «ионный двигатель» впервые появившись в 1947 году у Джека Уильямсона, с семидесятых годов двадцатого века все больше и больше завоевывает популярность у писателей фантастов. Да и не только у писателей - TIE-Истребители из кино эпопеи Лукаса, к примеру, работают на спаренных ионных двигателях.

Для начала дадим определение ионному двигателю. Ионный двигатель, тип ракетного двигателя, который в качестве движущей силы использует ионы. В основе работы двигателя лежит ионизация газа, с последующим разгоном ионов электростатическим полем. В качестве источника ионов выступает чаще всего аргон, ксенон или водород, источником разгоняющего поля – солнечные батареи или ядерная установка. Так что для того чтобы ионный двигатель заработал потребуется лишь газ и электричество!

Ионные двигатели разделяются на несколько типов: электротермические двигатели, электростатические двигатели, сильноточные или магнитодинамические двигатели и импульсные двигатели. В свою очередь электростатические двигатели делятся на ионные и плазменные. Первый ионный двигатель назывался сетчатый электростатический ионный двигатель. В нем использовался ксенон, который при бомбардировании высокоэнергетическими электронами ионизируется. В камере благодаря этому образуется смесь из положительных ионов и отрицательных электронов. Для отсеивания электронов в камеру выводится трубка с катодными сетками, которая притягивает к себе электроны. Те же сетки, на которых поддерживается большая разница электростатических потенциалов, разгоняют ионы, которые выбрасываются в пространство, ускоряя корабль. Задержанные электроны выбрасываются из двигателя под небольшим углом к соплу. Делается это для того, чтобы корпус корабля был нейтрально заряжен, и чтобы нейтрализовать ионы. А иначе они вновь притянуться к корпусу корабля.

Первые удачные испытания ионного двигателя аппаратом SERT 1 NASA произошли в космосе в 1964 году. Термин же ионный двигатель , двигатель, который приводит в движение космический корабль, испуская заряженные частицы в направлении, противоположном движению корабля, принадлежит писателю-фантасту Джеку Уильямсону. В марте 1947 года в “Astounding Science Fiction” выходит повесть Уильямсона “Уравнитель” , где и появляется ion drive. Что это? Гениальная прозорливость? Или в очередной раз писатель лишь использовал идеи, и разработки ученых своего времени?

Увы, верно второе предположение. Первооткрытие ионного двигателя принадлежит ученому Ро?берту Ха?тчингсу Го?ддарду. Годдард является одним из пионеров современной ракетной техники. Именно он в 1906 году обратился к проблеме использования для движения в космосе реакции заряженных частиц. А в 1917 году Годдард патентует двигатель, прототип ионного двигателя. Вот так-то вот!

Постскриптум:

Несмотря на любовь фантастов к ионным двигателям и на последние разработки, ионные двигатели в настоящее время используются лишь для управления ориентацией и положением на орбите искусственных спутников Земли, в качестве главных тяговых двигателей небольшой автоматической космической станции. Сказывается характерная для всех ионных двигателей относительная слабая тяга. Так, что лукасовских истребителей мы дождемся не скоро…

Подробнее + фото, видео и принцип работы: http://url.magiccash.ru/625677

Электрические ракетные ионные двигатели

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Основные определения и технические данные электрических машин. Электрические двигатели постоянного тока: устройство, краткие теоретические основы. Электрические генераторы постоянного тока. Обеспечение безыскровой коммутации. Электрическое равновесие.

Принципы деления электромашин. Особенности электрических машин малой мощности. Виды ЭМММ, их функциональное назначение и основные области применения. Классификация и функциональное назначение и режимы работы шаговых двигателей, области их применения.

Шаговые двигатели - разновидность бесколлекторных двигателей. Их основные типы: с переменным магнитным сопротивлением, с постоянными магнитами, гибридные. Варианты исполнения обмоток двигателя. Режимы и способы управления им, особенности использования.

Промышленное применение электроэнергии. Совершенствование паровых двигателей и котельных установок. Новые тепловые двигатели. Паровые турбины. Двигатели внутреннего сгорания. Водяные турбины. Идея использования атомной энергии.

Система управления с шаговыми двигателями, контроллер шагового двигателя. Двигатели с переменным магнитным сопротивлением. Двигатели с постоянными магнитами. Гибридные двигатели. Биполярные и униполярные модификации. Режимы работы и питание обмоток.

Характерные особенности работы и конструкции бесконтактных двигателей постоянного тока типа БК-1, ДБ, которые предназначены для применения в составе научной и служебной аппаратуры космических аппаратов, других технических средств с высокой надежностью.

Двигатели с независимым и с параллельным возбуждением и с постоянными магнитами. Скоростные и механические характеристики. Свойство саморегулирования вращающего момента в соответствии с противодействующим моментом. Способы регулирования частоты вращения.

Области применения и показатели надежности газовых турбин малой и средней мощности. Принцип работы газотурбинных установок, их устройство и описание термодинамическим циклом Брайтона/Джоуля. Типы и основные преимущества газотурбинных электростанций.

История создания тепловых двигателей и общий принцип их действия. Виды тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Использование современных альтернативных источников энергии.

Источники: darkmatterspace.wordpress.com, www.objectiv-x.ru, fb.ru, pikabu.ru, knowledge.allbest.ru