Российские ученые из Троицкого института Росатома действительно создали лабораторный прототип магнитоплазменного двигателя, способного разгонять частицы до рекордных 100 километров в секунду. Однако эксклюзивный технический анализ показывает: заявленный полет к Марсу за 30 дней при текущих характеристиках двигателя физически невозможен.
В огромной вакуумной камере диаметром 4 метра и длиной 14 метров в подмосковном Троицке идут испытания устройства, которое может изменить будущее космических полетов. Двигатель работает в импульсно-периодическом режиме, потребляя 300 киловатт энергии и создавая тягу в 6 ньютонов — это действительно рекордный показатель среди разрабатываемых плазменных систем.
«Рабочим телом являются заряженные частицы, которые разгоняются электромагнитным полем. Это позволяет достичь гораздо более высоких скоростей», — объясняет Алексей Воронов, первый заместитель генерального директора по науке Троицкого института. Водород, выбранный в качестве топлива, при разгоне до 100 км/с обеспечивает беспрецедентную топливную эффективность: для полета к Марсу потребуется всего 15,4% от массы корабля в виде топлива, тогда как химическим ракетам нужно 97,6%.
Но здесь начинается самое интересное. Детальные расчеты, основанные на фундаментальных законах физики, вскрывают критическое противоречие между заявлениями и реальностью. При тяге в 6 ньютонов космический корабль массой даже 10 тонн (включая топливо) долетит до Марса не за 30 дней, а за 467-650 дней в зависимости от взаимного расположения планет. Для 100-тонного корабля путешествие растянется на 1477-2058 дней — это 4-5,6 лет.
Чтобы действительно достичь Марса за месяц, 50-тонному кораблю потребуется двигатель с тягой 6698 ньютонов — в 1116 раз больше нынешней. При сохранении текущего соотношения мощности к тяге это означает необходимость в ядерном реакторе мощностью 335 мегаватт. Для сравнения: самые мощные космические реакторы, которые только планируется создать, не превышают 10 мегаватт.
Есть и еще одна проблема, о которой умалчивают разработчики. Заявленный ресурс двигателя составляет 2400 часов — ровно 100 дней. Этого хватит только на полет в один конец при идеальных условиях, но недостаточно для возвращения экипажа на Землю.
Сравнение с существующими системами показывает реальное место российской разработки. Американский двигатель VASIMR при мощности 200 киловатт создает тягу в 5 ньютонов и разгоняет плазму до 50 км/с. Двигатели Dawn и NEXT от NASA уже летают в космосе, хотя и с меньшими показателями. Российский прототип действительно опережает конкурентов по скорости истечения плазмы, но этого недостаточно для революции в межпланетных полетах.
Интересно, что в международных научных журналах до сих пор не опубликовано ни одной рецензируемой статьи о российском магнитоплазменном двигателе. Вся информация исходит из пресс-релизов Росатома и интервью руководителей проекта российским СМИ.
При этом сама технология безусловно перспективна. Скорость истечения в 100 км/с — это выдающееся достижение, если оно подтвердится независимыми экспертами. Такой двигатель может найти применение для коррекции орбит спутников, полетов автоматических станций к дальним планетам, где время не критично, а эффективность использования топлива выходит на первый план.
Но для пилотируемых полетов к Марсу за 30 дней потребуются принципиально иные технологии. Либо многократное увеличение тяги при сохранении эффективности — что требует гигаваттных энергоустановок, — либо прорыв в совершенно новых принципах движения в космосе.
История космонавтики знает немало примеров, когда громкие заявления опережали технические возможности. В 1960-х годах и СССР, и США обещали полеты к Марсу уже в 1980-х. Реальность оказалась куда скромнее. Российский плазменный двигатель — важный шаг вперед, но до межпланетного экспресса еще очень далеко.
Техноблог продолжает следить за развитием событий и сообщит новые подробности, как только они станут известны.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ:
Параметр: Российский двигатель. Реальные требования для 30-дневного полета
Тяга 6 Н 6698 Н (для 50-тонного корабля)
Мощность 300 кВт 335 МВт
Скорость истечения 100 км/с 100 км/с
Ресурс работы 2400 часов (100 дней) Минимум 1440 часов (60 дней туда-обратно)
Доля топлива для полета к Марсу 15,4% 15,4%
Реальное время полета (50 т) 1044 дня 30 дней
