Электродвигатель космического корабля
Электрическая тяга космического корабля (или просто электрическая тяга ) - это тип техники движения космического корабля , в которой используются электростатические или электромагнитные поля для ускорения массы до высокой скорости и, таким образом, создания тяги для изменения скорости космического корабля на орбите. [1]
Электрические двигатели обычно используют гораздо меньше топлива , чем химические ракеты, потому что они имеют более высокую скорость выхлопа (работают с более высоким удельным импульсом ), чем химические ракеты. [1] Из-за ограниченной электрической мощности тяга намного слабее по сравнению с химическими ракетами, но электрическая тяга может обеспечивать тягу в течение более длительного времени. [2]
Электрическая двигательная установка была впервые успешно продемонстрирована НАСА , и в настоящее время она является зрелой и широко используемой технологией на космических кораблях. Американские и российские спутники десятилетиями используют электрические двигатели. [3] По состоянию на 2019 [Обновить]год более 500 космических аппаратов , эксплуатируемых по всей Солнечной системе, используют электрические двигатели для удержания станций , подъема орбиты или основных двигателей. [4] В будущем самые совершенные электрические двигатели смогут развивать дельта-v в 100 км/с (62 мили/с), чего будет достаточно, чтобы доставить космический корабль к внешним планетам Солнечной системы (с атомная энергия), но недостаточно для межзвездных путешествий . [1] [5] Электрическая ракета с внешним источником питания (передаваемым через лазер на фотоэлектрических панелях ) имеет теоретическую возможность межзвездного полета . [6] [7] Однако электрическая двигательная установка не подходит для запуска с поверхности Земли, так как обеспечивает слишком малую тягу.
Во время путешествия на Марс корабль с электрическим приводом может доставить к месту назначения 70% своей первоначальной массы, в то время как химическая ракета может нести лишь несколько процентов. [8]
Идея электрического двигателя для космических кораблей была предложена в 1911 году Константином Циолковским . [9] Ранее Роберт Годдард отметил такую возможность в своем личном блокноте. [10]
Электрическая силовая установка с ядерным реактором рассматривалась Тони Мартином для межзвездного проекта «Дедал» в 1973 году, но этот подход был отвергнут из-за его профиля тяги , веса оборудования, необходимого для преобразования ядерной энергии в электричество, и, как следствие, небольшого ускорения . что потребовалось бы столетие, чтобы достичь желаемой скорости. [11]
