Новое исследование показывает, что ионные двигатели могут быть ключом к межзвёздным миссиям

Исследователи рассчитали, что ионные двигатели могут достичь солнечной гравитационной линзы за 13 лет, что на 10 лет быстрее, чем предыдущие миссии

На 75-м Международном астронавтическом конгрессе в Милане был представлен доклад, в котором рассматривается потенциальная технология для межзвёздных миссий — электрические двигательные установки, также известные как ионные двигатели. Целью исследования было оценить, когда существующая технология ионного привода может перенести большую полезную нагрузку по одной из нескольких траекторий, включая облёт Юпитера, посещение Плутона и достижение солнечной гравитационной линзы.

Для достижения этой цели авторы определили идеальные характеристики ионного двигателя, которые позволили бы получить оптимальные значения для некоторых характеристик системы. Первой из этих характеристик является силовая установка, которая должна быть эффективной для работы более десятилетия. Идеальная схема питания, которая может выдавать 1 кВт на кг веса, пока находится далеко за пределами возможного, поскольку лучшие источники энергии для ионных двигателей имеют мощность около 10 Вт на кг.

Другой важной характеристикой является эффективность тяги, которая должна быть не менее 97%. Это также значительно улучшит существующие технологии, которые в среднем приближаются к 75%–80% эффективности для рабочих моделей. Последняя характеристика, которую рассматривали авторы, — удельный импульс, который имеет самую полную изменчивость относительно теоретического потенциала всех трёх систем.

Авторы подсчитали, что если все три характеристики объединить в полноценную функциональную двигательную систему, то она могла бы доставить полезную нагрузку почти 18 000 кг к солнечной гравитационной линзе всего за 13 лет. Это гораздо быстрее, чем любая предыдущая миссия. Однако эта оптимизация ещё далека, и инженерам нужно решить некоторые дополнительные проблемы, чтобы оптимизировать потенциал ионных двигателей.

Как отметили авторы, «разработка этих технологий застопорилась не потому, что мы не можем производить двигатели с лучшим удельным импульсом, а потому, что мы пока что не можем производить силовые установки, которые их поддерживают». Таким образом, решение проблемы силовой установки позволит продолжить разработку в этой области.

Хотя до реализации этой технологии ещё далеко, исследования в этой области продолжаются, а потенциальные результаты могут стать революционными для космических исследований.