Ученые и инженеры американского космического агентства НАСА начали испытания новой мощной электрической двигательной установки, которая в ближайшем будущем сможет выдвинуть аппараты новых миссий гораздо дальше в открытый космос, нежели это возможно сейчас. Экспериментальный образец двигателя Холла Hall Effect Rocket with Magnetic Shielding (HERMeS), одной из разновидностей ионного двигателя, имеет мощность в 12.5 киловатт, что минимум в три раза больше мощности любой из других подобных систем.
В настоящее время двигатель HERMeS установлен в вакуумной камере Исследовательского центра НАСА имени Гленна, где он работает в условиях, максимально приближенных к условиям в реальном космосе. А использование таких двигателей планируется в системах на солнечной энергии (solar electric propulsion, SEP), которые будут потреблять в десять раз меньше топлива, чем другие ионные двигатели.
Новые электростатические двигатели Холла снабжены системой совершенной магнитной защиты, благодаря которой они могут обеспечивать, путь и не очень большую, но постоянную тягу на продолжении очень длительного периода времени. Несколько таких двигателей будет использовать космический аппарат миссии Asteroid Redirect Robotic Mission (ARM), суммарная мощность этих двигателей будет составлять 40 кВт, а мощность снабжающих их энергией солнечных батарей будет равна 50 кВт.
Именно демонстрация работы двигателей HERMeS является одной из главных задач миссии ARM, автоматический аппарат которой направится к одному из околоземных астероидов (near-Earth asteroid, NEA) для проведения исследований. К околоземным астероидам относят астероиды, находящиеся на удалении от Солнца на расстояние, не превышающее 1.3 Астрономической единицы.
Согласно имеющимся планам, миссия ARM будет состоять из двух частей, первая часть миссии будет полностью автоматической, ее запуск планируется произвести в декабре 2021 года. Во второй части миссии на один из астероидов отправится экипаж людей-исследователей, но пока эта часть находится на самой ранней стадии ее разработки и ее запуска следует ожидать не ранее 2026 года.
Астероидом, к которому направится первый аппарат миссии ARM, является астероид 2008 EV5. Но он был выбран только в качестве предварительного варианта, а окончательное решение руководство НАСА примет только в 2020 году.
Как работает ионный двигатель
Такой двигатель является реактивным так же как и знакомый ракетный двигатель, только вместо сжигания топлива используется ионизация газа. А в остальном принцип тот же, принцип реактивного движения основанный на Третьем законе Ньютона. А если по-простому, то аппарат двигает вперед поток ионов выбрасываемых из двигателя.
Принцип работы ионного двигателяРанее пойманные электроны (отрицательно заряженные, если вы уже забыли) выбрасываются в вдогонку и под углом к потоку ионов, чтобы нейтрализовать их заряд, иначе часть ионов могут притянутся к корпусу двигателя уменьшив его тягу.
Достоинства и недостатки
