Более эффективный полет на Марс обеспечат новые двигатели — в чем их особенность

Виктория Литовченко

Для того чтобы добраться до Марса можно использовать различные типы ракетных двигателей. Пока самым популярным типом являются химические двигательные установки. Но им нужно так много топлива, что цена миссии оказывается большой. Поэтому ученые, представившие исследования в издании Acta Astronautica, предлагают альтернативный вариант – электрический ракетный двигатель.

Более эффективный полет на Марс обеспечат новые двигатели

Электрические ракетные двигатели имеют свои преимущества перед химическими аналогами. Хотя с их помощью не удастся поднять что-то тяжелое на околоземную орбиту, в космосе они чрезвычайно эффективны при перемещении полезных грузов.

Если топливо на ракете с обычным химическим двигателем занимает 70-90% стартовой массы, то космическому кораблю с электрическим двигателем понадобится от 10% до 40% массы в качестве топлива. Но существует проблема в создаваемой тяге, ведь электрические двигатели создают меньшую тягу, чем их химические аналоги. Поэтому такие космические корабли будут лететь, например, на Марс медленнее.

Ученые сосредоточились на изучении эффективности полета на Марс аппарата массой 2 тонны, оснащенного электрическим двигателем, с помощью которого можно выйти на полярную орбиту вокруг планеты на расстоянии от 300 до 1000 км. Ученые полагают, что для такой миссии нужно использовать электрический двигатель, работающий на эффекте Холла с мощностью от 2 до 6 кВт. При этом в качестве топлива этот двигатель использует ксенон и криптон.

Моделирование траектории полета на Марс показало преимущества электрической двигательной установки перед химической. Хотя с помощью последней до Марса можно добраться менее чем за год, то электрический двигатель позволит это сделать примерно за 3 года. Но это не критично для беспилотного аппарата.

Как показало исследование, космическому аппарату с электрическим двигателем нужно будет иметь в 2,4 раза меньшую массу, чем такому же, но с химическим двигателем. Следовательно, это значительно удешевит стоимость миссии. Даже при стоимости запуска в 10 000 долларов за кг экономия средств составит около 30 млн долларов, считают ученые.

Авторы исследования говорят, что это хорошее решение для космических агентств, имеющих ограниченные бюджеты. Но пока это всего лишь моделирование, поскольку не запланирована ни одна миссия в дальний космос, в которой использовался бы электрический двигатель как основная двигательная система.