Новый ионный двигатель сможет довезти до Марса и обратно на одном баке топлива

Одна из самых крутых вещей в фильме «Марсианин», показанная достоверно и точно — это ионные двигатели. Но оставаться выдумкой из научно-фантастической книги им не придется. В австралийском университете смогли создать самый эффективный в мире ионный двигатель. Он может довезти корабль до Марса и вернуть обратно, потратив всего один бак топлива.
Доктор Патрик Ньюманн, исследователь Сиднейского университета, утверждает, что создал самый эффективный в мире ионный двигатель. Разработка стала частью кандидатской диссертации Ньюманна и призвана стать основным продуктом компании Neumann Space, основанной самим ученым. Несмотря на то, что ионный двигатель — это довольно сложно, мы постараемся объяснить все простыми словами.
Что это такое?
Ионный двигатель — это система, принцип работы которой основан на ионизированном газе, который создает тягу. Для того, чтобы двигатель начал работать, нужно разогнать газ в электрическом поле до очень высокой скорости. Существует множество различных моделей, которые отличаются ионизирующими материалами и конструкцией.
Но изобретение Патрика Ньюманна — это кардинальный прорыв и вообще шаг вперед. Австралийский ученый не пользовался разработками NASA, а начал все «с чистого листа». Он опирался на основополагающие принципы: использовал твердое топливо и электрическую дугу, чтобы испарить его, превратив в облако ионов, электронов и нейтральных паров. Полученная смесь разгоняется через анодное кольцо и фокусируется магнитным полем. Благодаря этому газ выталкивается наружу, превращаясь в непрерывную череду коротких и ярких вспышек.
Почему это называют прорывом?
До этого ионные двигатели оставались недостаточно простыми и эффективными. Поэтому то, что мы видели в фильме «Марсианин», было скорее фантастикой, чем наукой. Да, принцип действия был показан верно, но коэффициент полезного действия существующих моделей слишком мал.
Двигатель Ньюманна — великолепное изобретение по ряду причин. Из-за того, что ученый отказался использовать наработки конкурентов, его исследование базировалось на основных принципах физики. Конструкция двигателя получилась настолько простой и понятной, что ремонт и управление будут доступны даже обычному инженеру.
Кроме того, топливом для ионного двигателя Ньюманна может быть не один и не два, а сразу несколько металлических субстратов, лучшим из которых является магний. Это не ограничивает нас в выборе источника энергии. А двигателю NASA для запуска требуется газ ксенон — и никакой другой.
В цифрах
Самая топовая разработка ионного двигателя была представлена NASA. Он называется HiPEP. Система производит от 30 до 40 мкН/Вт тяги. Если сравнивать его с двигателем Ньюманна, то последний уступает — выдает всего 20 мкН/Вт тяги. Но это неважно.
Из-за того, что двигатель Ньюманна использует твердое топливо, он получает сильный импульс сразу после начала работы. Это ускорение разумно расходуется устройством и превращается в силу тяги, которой хватит надолго. Поэтому двигатель Ньюманна будет экономнее расходовать топливо, выжимая из него максимум, добавляя к полученному импульсу собственную производительность. Изобретатель устройства утверждает: одного полного бака хватит, чтобы долететь до Марса и обратно.
На данный момент ионный двигатель Ньюманна получил не только признание, но также патент и инвестиции, а компания Neumann Space продолжает разработку инновационной системы.
По материалам Digital Trends.