Іонний двигун - принцип роботи, історія і перспективи

Основна проблема в освоєнні космічних просторів - вкрай низькі швидкості в розроблених людством літальних апаратів. Сучасні розробки мають також і величезний витрата палива. Таким чином, якщо побудувати ракету і запустити її, наприклад, на Марс і назад, то корабель буде просто величезний. І більшу його частину буде займати саме паливо. Приблизно для висадки на Марс потрібно більше мільярда тонн високоякісного ракетного палива. На щастя, така сучасна розробка вчених, як іонний двигун, зможе в недалекому майбутньому вирішити цю проблему. Теоретично з його допомогою можна розганятися до двохсот кілометрів за секунду. Основними плюсами можна назвати саме величезні розвиваються швидкості і маленький запас пального. Для роботи такого агрегату, як іонний двигун, потрібні лише електрика і інертний газ. Проте є у нього і деякі недоліки, наприклад, слабка розгінна швидкість. Це змушує замислитися про багато проблем застосування двигуна в умовах присутності гравітаційних полів.




Іонний двигун: принцип дії Завдяки високій напрузі газ іонізується в спеціальній камері. Внаслідок цього іони газу починають викидатися геть з камери і створювати тягу. Однак, так як це ланцюгова реакція, і сила тяги збільшується дуже повільно і поступово, знадобиться приблизно півроку, щоб розігнатися до двохсот кілометрів на секунду. Приблизно така ж кількість часу піде і на гальмування. З іншого боку, об'єктивно ці цифри дуже малі в порівнянні з показниками у сучасних космічних двигунів, яким на досягнення таких за якістю результатів необхідно було б затратити в двадцять разів більше часу. Більш того, інертний газ займає в сотні разів менше місця, ніж паливо у ракет. Єдина проблема, яку важко вирішити - це наявність електрики. Сонячних батарей просто не вистачить для роботи таких приладів, як іонні двигуни, тому ймовірно застосування ядерного реактора. Ще одним недоліком можна вважати низьку маневреність. Також основним питанням стоїть проблема з гравітацією. Перебуваючи в межах поля Землі, двигун просто не буде працювати. З іншого боку, в умовах відкритого космосу аналогів такого пристрою, як іонний двигун, поки немає.




Трохи історії та перспективи У фантастичній літературі подібні прилади зустрічалися досить часто. Однак тільки в 1960 році був створений іонний двигун своїми руками (а точніше, руками наукових співробітників НАСА). Він називався широко-променевим електростатичним пристроєм. Вже на початку сімдесятих пройшли випробування ртутні електростатичні двигуни в умовах відкритого космосу. До кінця сімдесятих генератори на основі ефекту Холла використовували в Радянському Союзі. Як саме основного двигуна іонний був застосований на американському космічному апараті в 1998 році. За ним пішли європейський зонд, японський космічний корабель у 2003 році. На сьогоднішній день НАСА розробляє знаменитий проект під назвою «Прометей». Для нього конструюють суперпотужний іонний двигун, що живиться від ядерного реактора.