Raport: Vanad head kosmoseraketid

30. augustil teatas SpaceX, et 2016 aasta lõpus saadetakse kosmosesse satelliit SES-9, kasutades kasutatud ja renoveeritud raketilava Falcon 10. Kaks päeva hiljem, 1. septembril plahvatas teine ​​SpaceX-i rakett Falcon 9. Canaverali neemel. Seega meeleolu muutub – entusiasmist kahtluseni.

"Usume, et korduvkasutatavad raketid juhatavad sisse uue maavälise lennu ajastu ja hõlbustavad juurdepääsu kosmosesse nii kulude kui ka stardikuupäevade haldamise osas," ütles Martin Halliwell SES-ist ajakirjanikele. Just siin omab ta satelliiti, mis käivitatakse kasutatud raketiga. Ja kuna SES hakkab esimesena kasutama "praagitud raketi" teenust, tehakse neile erisoodustus…

Falcon 9 purse Canaverali neemel

SpaceX teatas sellest Twitteris SES-10 käivitatakse CRS-8 missiooni poolt 8. aprillil 2016. aastal. Esimene etapp maandus autonoomsel laeval OCISLY Vaikses ookeanis. 5,3 tonni kaaluva SES-10 satelliidi ehitas Airbus Defense and Space Eurostar E3000 platvormil. Sellel on hübriidajam tõukejõusüsteem: keemiline orbiidi esialgseks tõstmiseks ja mõneks orbitaalmanöövriks ning elektriline (ioonne) ainult orbitaalmanöövrite jaoks. See on esimene SES-i satelliit, mis on täielikult pühendatud missioonidele Ladina-Ameerikas.

Nüüd aga seatakse need plaanid, nagu kogu paljutõotav koostöö, tõenäoliselt kahtluse alla. Falcon 9 raketi plahvatus platvormil tankimise ajal (kuigi selle põhjused pole veel välja selgitatud ja levib kummalisi teooriaid laskude kohta õnnetuspaigal ja isegi midagi, mis ütleb midagi väidetava UFO objekti läheduses) sai Elon Muski ettevõttele mainelöögi . Tavaliselt lükkavad sellised sündmused lähimad plaanid edasi.

Katastroof langes kokku teise teatega - tohutu SpaceX-i raketi kosmosesse saatmisega, Falcon Heavymis pidi toimuma 2016. aasta sügisel või hiljemalt 2017. aasta kevadel. See raske kanderakett on projekteerimisel olnud mitu aastat. Selle konstruktsioon põhineb Falcon 9 v.1.1 FT raketi esimesel etapil, mis on ühtlasi ka Falcon Heavy esimene aste, mida täiendavad kaks abimootorit, mis on selle astme modifikatsioon. Tänu sellele lahendusele paranevad oluliselt raketi omadused, mis võimaldab tarnida kasulikku koormat kuni 53 tonni (Falcon 9 oma võimsaimal kujul pakub kuni 22,8 t). Kui see start tõesti toimub, siis kasutatakse kõige raskemat kanderaketti (ainult Apollo Kuuprogrammi Saturn-XNUMX ja Nõukogude Energia rakett ajaloos) - suuremad võimalused on ainult NASA ehitatud. Kuid ka sel juhul tekkisid pärast Floridas toimunud õnnetust kahtlused.

Plahvatus tähendab SpaceX-ile suuri suhtekorraldust ja rahalisi kaotusi. Tõenäoliselt peatatakse Falcon 9 rakettide stardid mõneks ajaks, vähemalt seni, kuni õnnetuse põhjus on selgunud. Seevastu Dragon 2 kapsli mehitatud lend raketiga Falcon 9R pidi toimuma järgmisel aastal. NASA ilmselt ei taha oodata. Ta tahab võimalikult kiiresti vabaneda sõltuvusest Venemaa Sojuzist oma kosmoseprogrammi osas. Praktikas konkureerib SpaceX seega venelastega, muutes Muski raketi reklaamimise poliitiliseks probleemiks.

Falcon 9 praamil pärast maandumist

Pärast ebaõnnestunud katseid - suur rahulolu

Enne septembriplahvatust pidid need olema eelmise aasta uudised ja suur tehnoloogiline läbimurre. SpaceX-i rakettide peamiste osade edukad maandumised. See "taastumine" on eelnevatel kuudel kosmosetehnoloogia maailma läbi elanud. "Lõpuks!" - Elon Musk võiks öelda, millal tal õnnestus sel talvel tuua põhiosa oma raketist Maale, esmalt Canaverali neemele, seejärel ujuvale ookeaniplatvormile (3). See viimane saavutus on muutnud kosmoseteaduse maailma SpaceX-i jaoks peaaegu hulluks. Sest maale maandumine, mis seal salata, kordas mingil moel raketi vägitegu. Uus Shepard tootja Jeff Bezos, Amazoni boss, alates eelmise aasta novembrist. Mõnes mõttes, sest Falcon 9 on täisväärtuslik kosmoserakett ja Bezose toode on kompaktsem sõiduk suborbitaalseteks lendudeks. Ja mehitamata missioonide puhul on raketid projekti kõige kallim element.

Isegi Musk ise ei nimetanud Canaverali neeme maandumist millekski eriliseks. Selle peamine eesmärk oli maanduda naasev SpaceX-i rakett ujuvplatvormile. Seda on proovitud mitu kuud. Kaks lähenemist alates 2015. aastast on ebaõnnestunud. Esimesel korral rakett plahvatas ja teisel korral oli võimalik rakett praamile panna, kuid see läks kohe ümber.

Üks Falcon 9 ebaõnnestunud maandumisi avamereplatvormil

Tänaseks on SpaceX juba teinud mitu edukat rakettide starti ja maandumist. Ettevõte plaanib praegu kuni kolme osaleja samaaegne pardaleminek, nii autonoomsetel laevadel kui ka maal. Viimasel juhul on suure Falcon Heavy raketi kõigi kolme osa tõstmiseks vaja kolme maandumiskohta SpaceX Cape Canaverali sõjaväe lennubaasis. Sel põhjusel soovib ettevõte, et USA valitsus annaks loa ehitada lisaks olemasolevale veel kaks. Elon Musk selgitas Twitteris, et raketi abimootorid maanduvad peaaegu üheaegselt ning esimene etapp maandub väikese hilinemisega.

Bezos mõtleb turismile

Teise e-äri imelapse Jeff Bezose eelmainitud edukas maandumiskatse leidis aset 23. novembril 2015. aastal. Tema ettevõte Blue Origin katsetas New Shepardi suborbitaalset kosmoselaeva. Rakett lasti välja Texases Van Hornis asuvast uurimiskeskusest. Proovilennul jõudis ta 100,5 km kõrgusele, mis tähendab kujuteldava kosmosepiiri ületamist. Tulevikus võimaldab see inimestel kogeda umbes 4 minutit. kaaluta olek.

Pärast lühikest lendu maandus New Shepardi reisikapsel langevarjude abil kõrbes. Pärast seda naasis rakett Maale, aeglustades oma kukkumist raketimootoritega, kuni saavutas otse pinnal kiiruse umbes 7 km/h. 2016. aasta juuniks oli Blue Origin oma raketiga sooritanud neli edukat maandumist.

Bezose firma, erinevalt SpaceX-ist, ei tekita palju müra, kuid see ei tähenda, et see poleks väga edukas. Blue Origin plaanib praegu ehitada kuus New Shepardi raketti. Igaüks neist suudab tõsta kuus reisijat 100 km kõrgusele Maa pinnast, kus nad saavad mõne minuti jooksul kogeda varem kosmonautidele mõeldud kaaluta olekut ja kauneid vaateid. Katsetamine pilootidega toimub järgmisel aastal ja kui kõik hästi läheb, saavad esimesed kliendid kosmosereisile minna juba 2018. aastal. Pileti hind pole veel teada, kuid arvata võib, et see kõikub sees 250 tuhat dollarit – nii soovib SpaceShip Two’l reisida teinegi tuntud tsiviillende kavandav firma Virgin Galactic.

Eksperdid: liigne optimism

Ajakirja SpaceNews ja portaali andmetel võiks SpaceX pakkuda korduvkasutatavaid Falcon 9 lende 37 miljoni dollari eest. Eksperdid usuvad, et hind küünib turule toomisel tõepoolest peaaegu 48 miljonini, mis tähendab SpaceX-ile suuremat kasumit. Arvutused hõlmavad sama Falcon 9 raketi kasutamist vähemalt viisteist korda, mis kõlab fantastiliselt, kuid Muski inimesed ütlevad, et esimene aste on ette nähtud sajale kasutusotstarbele.

See optimism summutab mõnevõrra meeldetuletust NASA kogemusest temaga. rakett SRB. Hoolimata paljudest aastatepikkustest katsetustest ja paljudest lendudest ei olnud võimalik saavutada täielikku taaskasutust. Sarnane probleem tekkis ka SMME mootorid (). Kuigi need olid algselt mõeldud 55 stardiks, leidsid nad pärast iga lendu rikkeid, mis nõudsid kulukat remonti. Lõpuks selgus, et kulutavad SSME ja SRB mudelid oleksid odavam lahendus madala sagedusega kosmosesüstiku missioonidel.

SpaceNewsi autorite sõnul võib rakettide taaskasutamine paradoksaalselt suurendada SpaceXi kulusid. Raketi praegune suhteliselt madal hind on seotud Merlini mootorite kokkupanemisega. Kui aga nõudlus nende järele väheneb, siis nende ühikuhind tõuseb (püsikulud moodustavad iga mootori hinnast väga suure osa) ning kokkuhoid võib jääda oodatust palju väiksem.

Selle probleemi saaks lahendada lendude sageduse suurendamisega - et hoida praegust rakettide tootmistempot, teenides samal ajal raha lendudelt kasutatud rakettidega (mis aeg-ajalt kukuvad, kuluvad jne. ). Selleks peate aga hindu langetama, et konkurentidelt enamik lende ära võtta. Hinnanguliselt selleks, et SpaceX säilitaks praeguse jõudluse, kuid suudaks siiski täielikult ära kasutada Falcons 9, peaks lendude sagedus ulatuma 35-40ni aastas. On tõsi, et nii paljude lendude jaoks on rahvusvaheline turg, kuid see on jagatud mõne ettevõtte vahel, kes ei oota passiivselt SpaceX-i kolimist.

Lisaks raketi esimesele astmele plaanib SpaceX ka taastada lasti katted. Kuigi need pole eriti kallid, on nende tootmine aeganõudev ja nende kiirendamiseks on vaja palju vaeva näha. Seetõttu on majanduslikust aspektist vaadatuna kaubakilpide taastamine mõttekas. Nad ütlevad, et SpaceX proovib teha lastikilpidest mingisuguseid purilennukeid, mis maanduksid õrnalt ookeanis, kust nad siis kinni püüti (SpaceXil on selleks juba eraldi laev - GO Otsing).

Muskus painutab… lihaseid. Teised, nagu me juba mainisime, ei uinuta üldse. Selle aasta aprillis uue raketi loojad Ariane 6 teatas, et nende disain ületab hinna, mida SpaceX pakub orbiidile pandud kasuliku koormuse kilogrammi kohta. Uus Ariane peaks lennuvalmis olema 2020. aastal. Euroopa konsortsiumi Arianespace peaaktsionäri Airbus Safran Launchersi (ASL) esindajad teatavad isegi selle raketi kahest versioonist. Eeldatakse, et Ariane 62 suudab viia geostatsionaarsele orbiidile viietonnise satelliidi ning nelja abimootoriga Ariane 64 toimetab kommertstelekommunikatsioonisatelliitidele tüüpilisele orbiidile 10,50 tonni.

Satelliidi kilo hind on eeldatavasti 40-50% madalam kui praegu kasutusel oleval Ariane 5-l. Uus mudel peaks olema Falcon 9-st kaks korda suurem ja hind alla kahe korra madalam. Loomulikult näib, et konsortsiumi arvutused võtavad arvesse ühekordseid seadmeid, mitte rakettide hävitamist.

Väike...paljulubav

Raketitehnoloogia areng on samuti vähem muljetavaldaval teel kui NASA või SpaceX-i tohutud raketid. See ei tähenda, et see oleks vähem huvitav. Juunis Haagis toimunud Euroopa kosmoselahenduste konverentsil kuulutati välja väikese suurusega raketi tehnoloogia väljatöötamise kontseptsioon, mis suudab toimetada 50 kg madalale Maa orbiidile.

Nime sai Horisont 2020 programmi raames ellu viidud projekt NAERATA (). SMILE (6), töötatakse välja uus väikese stardiga rakett, potentsiaalselt hübriid, suures osas taaskasutatav ja mitme komponendi automaatse tootmisega. Kõik peaks olema kujundatud nii, et see oleks odav ja hõlpsasti kasutatav. Kavas on kasutada turul juba olemasolevat elektroonikat ja kasutada 3D-printimise tehnoloogiat.

Projekti maksumus on 4 miljonit eurot. See valmib 2018. aastal. Seda viivad ellu neliteist partnerit kaheksast riigist: Belgiast, Taanist, Kreekast, Hispaaniast, Hollandist, Saksamaalt, Norrast ja Rumeeniast. SMILE võib turule tulla, kuna suuremad raketisüsteemid ei suuda väikeste kuludega toimetada väikeseid kasulikke koormusi. Kui projekt on edukas, on võimalus ehitada uus Euroopa kanderakett, mis suudab rahuldada paljusid mitte ainult meie kontinendi riikide vajadusi.

Hiina ei lase end unustada

Hiina raketi Long March 7 esimene start

Uued raketiprojektid ei piirdu ainult läänega. Mõni kuu tagasi lasti rakett edukalt välja 7 Suur märts (Zhang Zheng 7). Sellest peaks saama kogu Hiina kosmoseuuringute programmi alus. Formaalselt oli Lõuna-Hiinas Hainani saarelt Hiina Wenchangi uusimalt kosmodroomilt toimunud stardi eesmärk saata orbiidile uue mehitatud kapsli prototüüp - sinna toimetati ka mitu väikest satelliiti.

Long March 7 on 53 meetrit pikk ja kaalub 658 tonni. See on võimeline toimetama madalale Maa orbiidile 13,5 tonni lasti. Lõpuks on sellel nii mehitatud kui ka mehitamata laevu, mis võimaldab mässudel Hiina kosmosejaamm, mis peaks valmima 2022. aastal.

Hiina uus Wenchangi kosmosesadam kui esimene omataoline ei ole peidus riigi raskesti ligipääsetavates nurkades, vaid asub populaarsel troopilisel saarel mererannikust mitte kaugel. Tänu sellele said vaatajad, kellele paigaldati kaheksa vaatlusplatvormi, otseülekandes jälgida Long March 7 esimest starti. Ekspertide hinnangul on see tõestuseks, et Hiina kosmoseprogramm on jõudnud juba väga kõrgele tööaega ja võimud on lakkas muretsemast vajaduse pärast varjata kõiki krahhe.

Impulsside ja hädade jada

Kaotuseseeria varude tarnimise operatsioonides Rahvusvaheline kosmosejaam ISS, mis on Maa orbiidil olnud 1998. aastast, algas 2014. aasta oktoobri lõpus. Mõni hetk pärast CRS-3 / OrB-3 missiooni algust eralaevaga Cygnus siis plahvatasid raketi esimese astme mootorid Antares. 2015. aasta suvel plahvatas vahetult pärast õhkutõusmist Falconi rakett, mis kandis ISS-ile varustust. Meil on 2016. aasta septembris veel üks plahvatus.

SpaceX-ile ja kogu USA kosmoseprogrammile oleks parem, kui korduvate õnnetuste põhjused leitaks võimalikult kiiresti. Erafirmad on NASA plaanides väga olulisel kohal. Aastaks 2017 peaksid inimeste transpordi rahvusvahelisse kosmosejaama ette võtma erafirmad – SpaceX ja Boeing. Ligi 7 miljardi dollari väärtuses NASA lepingud on mõeldud selleks, et asendada 2011. aastal tegevuse lõpetanud kosmosesüstikud ning saada sõltumatuks venelastest ja nende Sojuzist, mis toona monopolitses inimeste saatmise ISS-ile.

Alates 2012. aastast rakette ja laevu jaama tarninud Elon Muski SpaceX-i valik ei tulnud üllatusena. Meeskonnakapsli disain on hästi teada. DragonX V2, selle ettevõtte poolt, kuhu peaks mahtuma kuni seitse inimest. Katsed ja esimene mehitatud lend olid kavandatud 2017. aastani. Suurem osa 6,8 miljardist dollarist (SpaceX peaks saama "ainult" 2,6 miljardit dollarit) läheb aga Boeingule, mis teeb koostööd Jeff Bezose Blue Originiga. Boeingu arenduskapsel - (KST) -100 – võtab vastu ka kuni seitse inimest. Boeing võiks kasutada Blue Origini rakette BE-3 või SpaceXi Falconsi.

Kosmose stardisüsteem – NASA infograafika

Muidugi tahaksid venelased seda jätkata mitte ainult rahalistel põhjustel. Küll aga on nad ise viimastel aastatel palju ruumitõrkeid registreerinud. Eelmisel suvel, vahetult pärast õhkutõusmist Baikonuri kosmodroomilt, kukkus nende rakett umbes 150 km kõrgusel Maast alla. Prooton-M, kelle ülesanne oli saata orbiidile telekommunikatsioonisatelliit Express-AM4R. Probleem tekkis üheksa minutit pärast õhkutõusmist, kui lasti välja raketi kolmas aste. Kõrgussüsteem varises kokku ja selle killud langesid Siberisse, Kaug-Itta ja Vaiksesse ookeani. Rakett "Proton-M" ebaõnnestus taas. Varem, 2013. aasta juulis, kukkus ka see mudel alla, mille tagajärjel kaotasid venelased kolm navigatsioonisatelliiti umbes 200 miljoni USA dollari väärtuses. Seejärel kehtestas Kasahstan Proton-M ajutise keelu oma territooriumilt. Veelgi varem, 2011. aastal, muutus Venemaa missioon rängaks läbikukkumiseks. Phobos-Grunti sond ühel Marsi kuul.

planeetidevaheline rakett

Kirjeldatud kokkupõrked ja probleemid on seotud laengute ja inimeste tõstmisega lähematele või kaugematele orbiitidele ümber Maa. Kõik muud ideed peale rakettide sellisteks tegevusteks – näiteks hübriidlennukid, süstikutüübid, kosmoseliftid jne. – ära tööta ega jää põllule. Mis puutub edasistesse põgenemistesse, siis midagi paremat meil siiski käes pole. Parim näide on ülaltoodud projekt , SLS.

USA Utah’ osariigi kõrbes lasti mitu kuud aeg-ajalt välja ajaloo võimsaim rakettmootor. Seda kasutatakse süvakosmoselendudeks mõeldud SLS-rakettides. mehitatud kosmoselaev Orion ja ehitatakse veelgi rohkem sõidukeid. Mootor märgistatud kui QM-1, on kosmosesüstiku programmis kasutatavate mootorite laiendatud versioon. Siiski koosneb see viiest segmendist, mitte neljast nagu vanemad kujundused. Utahis testitud versiooni pikkus on ligi 47 meetrit, läbimõõt 3,66 meetrit ja kaal 801 tonni. SLS-rakett varustatakse kahe sellise mootoriga ja nelja RS-25 mootoriga, mille kogutõukejõuks kujuneb ligi 4 tonni. toon.

SLS-raketi esimene start peaks toimuma 2018. aastal. See on kasuliku koormuse versioon. OKEI. 70 tonni. Lõppkokkuvõttes peaks laiendatud süsteem isegi võimaldama 130 tonni laeng Maa orbiidile ja kaugemale, Kuule ja võib-olla ka Marsile.

SLS sisaldab lisaks võimsale raketile juba mainitud Orioni mehitatud kosmoseaparaati ja palju muid tuntud lahendustega seotud tehnoloogiaid. Lühidalt öeldes soovib NASA naasta oma juurte ja hiilgeaastate juurde, ehitades raketi, mis meenutab Apollo programmi Saturn XNUMX-i.

Raketid ei ole enam metallist

Raketitehnoloogia areng toimub erineval viisil. Üks arendusvaldkondi on uued, paremad ja kergemad materjalid neid ehitada. NASA lõpetas esimese katseseeria komposiitmaterjalmida tulevikus kasutatakse kanderakettide loomisel. Sellest valmistati kolmemeetrine silinder. Konstruktsioonile rakendati survejõudu, mis vastas üle 400 tonni kaaluva objekti kaalule, et testida, kui palju see talub. Testimisel täpsete andmete saamiseks varustati silinder tuhandete anduritega ning kogu protsessi jälgisid erinevatel kiirustel salvestavad kaamerad. Just tänu neile näeme, kuidas nägi välja tohutu pragu, mis raskuse mõjul materjali pinnale tekkis.

NASA lõppeesmärk on välja töötada komposiitmaterjal, mis võimaldaks ehitada palju kergemaid ja tugevamaid rakette kui metallist valmistatud rakette. Sellised sõidukid võimaldavad kosmosesse vedada rohkem lasti, sealhulgas vett, toitu ja muid tarvikuid. See hõlbustaks mehitatud Marsi lennuplaanide elluviimist.

Venelased arendasid omakorda välja uut tüüpi keraamiline materjalmis võib olla kasulik rakettide ehitamisel. Talub temperatuuri umbes 3 kraadi Celsiuse järgi, mis on palju rohkem kui parimad tänapäeval kasutatavad metallisulamid. Tomski ülikooli inseneridel on õnnestunud luua selline mitmekihiline materjal, mis põhineb hafniumkarbiidil, tsirkooniumdiboriidil ja tsirkooniumoksiidil.

Materjali tugevus võib olla kosmoserakettide jaoks võtmetähtsusega, kuna see võimaldab senisest palju paremaid soojuskilpe kaitsta astronaute ja sõidukeid endid atmosfääri taassisenemisel tekkiva kõrge temperatuuri eest. Uue materjali arendajad on juba teatanud, et viivad agentuuriga Roskosmos läbi ühised testid, mis näitavad, kas see on tõesti ootuspäraselt kõrgetele temperatuuridele nii vastupidav.

Mis edasi?

Kiireim nüüd on see inimese poolt kosmosesse saadetud objekt Voyageri kõlaminemis tänu Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni gravitatsiooniheitjate kasutamisele suutis kiirendada 17 km / h. See on muidugi ikka veel mitu tuhat korda aeglasem kui valgus, millel kulub näiteks neli aastat, et jõuda meile lähima tähe lähedusse, arvestamata Päikest, mille ümber, nagu hiljuti teada saime, on planeet. sarnane Maa orbiidile . Selline reis võtaks Voyageriga aega. kümneid tuhandeid aastaid. See pole kindlasti see, millest me räägime.

Nii et kui rääkida tõukejõutehnoloogiast, siis on meil veel palju tööd teha, kui tahame jõuda kuhugi kaugemale kui Päikesesüsteemi lähimad kehad. Ja need pealtnäha lähedased reisid on ikka liiga pikad. Marsile ja tagasi lendamiseks, planeetide soodsa asetusega, vajame peaaegu 1500 päeva. Ei kõla eriti julgustavalt...

Praegu kasutame seda suures mahus. keemiline ajamst vedela vesiniku ja hapniku raketid. Sellega saavutatav maksimaalne kiirus on ca. 10 km / h. Kui saaks täielikult ära kasutada Päikesesüsteemi gravitatsioonimõjusid, sealhulgas päikest ennast, võiks keemiarakettmootoriga laev isegi jõuda üle 100 km/s. Voyageri suhteliselt aeglasem kiirus tuleneb sellest, et selle eesmärk ei olnud kunagi maksimaalset kiirust saavutada. Samuti ei kasutanud ta planeedi gravitatsiooniassistentide ajal mootoritega "järelpõletit". Kuid isegi kui prooviksime neid 100 km/s, oleks meie teekond pikem mitu tuhat aastat.

See on umbes kümme korda tõhusam kui keemilised rakettmootorid. ioonajam, st. rakettmootorid, milles kandeteguriks on elektromagnetilise vastasmõju tulemusena kiirendatud ioonid. Töö selle lahenduse kallal algas eelmise sajandi keskel. Esimestel versioonidel kasutati ajami jaoks elavhõbedaauru. Praegu kasutatakse laialdaselt väärisgaasi ksenooni.

Mootorist gaasi eraldav energia tuleb välisest allikast (päikesepaneelid, elektrit tootvast reaktorist). Gaasi aatomid muudetakse positiivseteks ioonideks ja seejärel kiirendatakse elektri- või magnetvälja mõjul, saavutades kiiruse kuni 36 km / h. Väljapaisatud teguri suur kiirus toob kaasa suure tõukejõu väljutatava aine massiühiku kohta. Toitesüsteemi väikese võimsuse tõttu on aga väljapaisatud kanduri mass väike, mis vähendab raketi tõukejõudu. Sellise mootoriga varustatud laev liigub väikese kiirendusega.

Seetõttu on käimas töö ioonkäituri võimsuse suurendamise kavandite kallal. Euroopa Kosmoseagentuur ESA tegeleb sellega HDLT - elektromagnetiline ioontõukur. See kasutab kahe elektriliselt interakteeruva kihi erinevate omadustega plasmapiirkondade vahelist loomulikku esinemisprotsessi – nähtust, mis on tuntud näiteks virmalistest. Ameeriklased töötavad selle nimel Muutuva impulssiga plasmatõukur, VASIMR. Selles kasutatakse mikrolaineenergiat ja magnetvälja töövedeliku soojendamiseks, kiirendamiseks ja suunamiseks ning seeläbi tõukejõu tekitamiseks.

Ioon elektrostaatiline mootor kasutati 1998. aastal Borrely komeedile saadetud sondi Deep Space 1 toiteks. Kahesajatunniseks tööks mõeldud ajam kestis praktikas üle viiekümne korra kauem. saali mootor omakorda (üks ioonmootoritüüpidest, milles gaasiioone kiirendatakse elektrivälja toimel) kasutati Euroopa Kosmoseagentuuri sondis SMART-1. Ioontõukurid toimivad nüüd Jaapani kosmoselaeva Hayabusa ja Cerese ümber tiirleva USA kosmoselaeva Dawn peamootoritena.

Dawn Ion Probe – renderdamine

Ellen StofanNASA uurimisrühma juht tunnistas NewScientistile antud intervjuus, et reis Marsile saab võimalikuks 30ndatel. Sellise ettevõtmise edu võti saab olema järjekordne NASA projekt – millel kõigil pole ilmselget seost mehitatud ekspeditsiooniga Punasele planeedile. Ja ometi kordavad ameeriklased püüdlikult, et mehitatud lendu Marsile on raske ette kujutada ilma asteroidi pealtkuulamise ja Kuu orbiidile saatmiseta.

Kosmosekivi pealtkuulamise kaudu testitakse tehnoloogiat Päikese elektriline tõukejõud (SEP). Päikesepaneelidest saadavat energiat kasutatakse ioonmootoris tugevate elektromagnetväljade tekitamiseks. Selline lahendus võimaldab oluliselt kokku hoida, sest traditsioonilisemate tahkete rakettmootorite puhul peaks laev seda suure varuga kaasa võtma. Uus meetod on aeglasem kui võimsate rakettidega, kuid palju tõhusam. Seda tuleb aga katsetada tõeliselt suure kandevõimega, milleks võib olla väike asteroid. Marsi missiooni arendajad soovitavad saata sinna esmalt varud ja seejärel võimalikult kiiresti astronaudid. Nende teekond peab planeetidevahelises ruumis ohtliku kiirguse tõttu olema võimalikult lühike.

Push-ups laseriga

Ameeriklased räägivad ioonrakettidest. Mõnevõrra erineval viisil on oma kontseptuaalses töös Venemaa teadlased, kes teevad ettepaneku kasutada seda rakettide ja kosmoselaevade kiirendamiseks. suure energiaga plasmakiir. Plasma hakatakse tootma laserablatsiooniks nimetatava protsessi käigus, st. materjali aurustumine tahke aine pinnalt gaasi- või plasmaolekusse, vedelast olekust mööda minnes.

Idee on kasutada maapealset laserit, et osutada raketi või laeva struktuuris õigele punktile (11). Seal ableeritakse tänu tohutule energiale ettevalmistatud materjal ja tekkiv suure energiaga plasma annab tõuke õiges suunas. Leiutajad väidavad, et see võimaldab väikestel satelliitidel kiirendada helikiirust kümme korda suuremaks.

Selle tehnoloogia praktilise rakendamise probleemiks on vajadus kasutada Maa pinnal ülivõimsaid lasereid. Ja see ei puuduta ainult kulusid, vaid ka turvalisuse kaalutlusi. Seda seetõttu, et sellised laserid suudavad hävitada atmosfääris ja orbiidil kõik, mis nende teel on, sama tõhusalt kui nad sõidavad.

Tuumaunenäod

Kasutage kosmoselaeva tõukejõu ideid tuuma- või isegi termotuumaenergia nad on sama vanad kui kosmoseajastu. Neid pole kunagi praktikas rakendatud, mis näitab selgelt nende tegelikkuse taset. Teadlased ja disainerid ei kaota aga lootust. Venemaa agentuur Rosatom töötab tuumarakettmootori projekti kallal, mis võiks kosmoselaeva kosmosesse saata. Ajalehe Izvestija andmetel on Rosatom juba välja töötanud reaktorimahuti konstruktsiooni ja loonud spetsiaalse kütuseelemendi, mis võimaldab mootoril töötada laias temperatuurivahemikus.

See on teatud tüüpi rakettmootor, mille soojusallikaks on tuumareaktor. Reaktoris kuumutatud gaas paisub düüsis ja annab raketile hoogu juurde. Agentuur Roskosmos väidab, et selle tehnoloogia kasutamine aitab Venemaal taas kosmost vallutada. Testlennud uue mootoriga algavad juba 2025. aastal.

Ameerika NASA töötab programmi raames ka tuumamootori projekti kallal PUUD (). Kosmoselaev tõuseks siin õhku tavapärase raketikütusega, kuid pärast edukat orbitaalstardit jätkaks kosmoselaev oma teekonda, töötades tuumajõul. NASA sõnul võib selle tehnoloogia kasutamine oluliselt vähendada aega, mis kulub mehitatud missioonile Marsile. Tuumajõul töötav laev liiguks palju kiiremini ja pardal olev väiksem kogus raketikütust võimaldaks kaasas kanda rohkem astronaute.

Nagu alati, on ideid kosmosejõu pöördeliseks muutmiseks. Kuid praegu, nagu kosmoseajastu viimastel aastakümnetel, on meie käsutuses endiselt peamiselt keemilise raketiga raketid. Reaalsetes tingimustes ja järgnevaid missioone planeerides tuleb eelkõige arvestada just rakettidega, mille sees on kütus ja oksüdeerija.