Революция в космосе. Все, что нужно знать о первом корабле с ионным двигателем, который отправился к Меркурию 10 декабря 2018, 13:03 Цей матеріал також доступний українською Ионный двигатель доставит зонд BepiColombo к Меркурию (Фото: Фото - ESA/ATG medialab)

Амбициозная миссия BepiColombo, в рамках которой планируется 18 облетов вокруг Солнца и 9 облетов вокруг Земли и Венеры, вскоре отправит зонд на Меркурий. Чтобы преодолеть расстояние в 9 млрд км, ученые используют самый мощный ионный двигатель в истории.

Современные инженеры доказали, что разработка электромобиля, который может проехать 500 км на одном заряде, - вовсе не проблема. Куда сложнее использование электродвигателей в авиапроизводстве, ведь, в настоящее время, существуют лишь концепты небольших самолетов, которые могут пролететь несколько сотен километров.

Что говорить о ракетостроении, где даже суперсовременный Илон Маск с командой из SpaceX вынуждены сжигать тонны ископаемого топлива для вывода полезного груза в космос.

Оригинальное решение придумали в Европейском космическом агентстве (ESA). Как уже писало НВ, в октябре 2018-го, совместно с Японским агентством аэрокосмических исследований, ESA запустило первую миссию по изучению Меркурия BepiColombo.

Чтобы преодолеть расстояние в 9 млрд км, космический аппарат совершит ряд гравитационных маневров: миссия предусматривает 18 облетов вокруг Солнца и 9 облетов вокруг Земли и Венеры. Но и этого будет недостаточно для путешествия на самую близкую планету к Солнцу.

Главным ускорителем BepiColombo в межпланетном пространстве станет самый мощный в истории ионный двигатель.

Как это работает?

Конечно, космический аппарат запустили благодаря обычной ракете Ariane 5 на том же ископаемом топливе, но, в невесомости, есть смысл использовать другую движущую силу.

Издание Futurism сообщает, что BepiColombo оснащен двумя мощнейшими ионными двигателями, которые воссоздают эффект световой пушки.

Принцип работы двигателя заключается в ионизации газа-ксенона за счет бомбардирования их электронами, полученными от солнечных батарей. В результате, получается смесь положительных ионов и отрицательных электронов, которые образуют тягу и толкают космолет вперед.

В чем преимущества?

В условиях действия гравитационного поля Земли, ионный двигатель имеет ничтожную тягу, но в невесомости, при долгой работе двигателя, появляется возможность разогнать космический корабль до рекордных скоростей.

Ионному двигателю уже принадлежит один рекорд негравитационного ускорения, когда за счет всего 74 кг ксенона, 340-килограммовый спутник ускорили на 4,3 км/с. Соответственно, главным преимуществом такого двигателя является малый расход топлива и продолжительность работы.

Первую бомбардировку ксенона на BepiColombo должны произвести в середине декабря 2018-го, когда двигатель начнет поступательно и непрерывно разгонять аппарат на протяжении двух месяцев. Всего планируется совершить 22 процедуры ионизации, что позволит зонду постоянно ускоряться около 7 лет и достигнуть Меркурия в 2025-м.

Конкуренты ионного двигателя

Как известно, идея такого ускорителя не нова, и была описана в фантастическом романе Дональда В. Хорнера "Аэроплан к солнцу: приключения авиатора и его друзей" еще в 1910 году. Двигатель уже тестировали на экспериментальной межпланетной станции Deep Space 1 в конце 1990-х, а сейчас он используется для управления некоторыми искусственными спутниками на Земной орбите.

Помимо ионного топлива, ученые планируют использовать фотоны в качестве движущей силы. В частности, профессор математики Норвежского университета науки и технологий Эспен Гаардер Хауг предложил теорию, которая может оживить фотонную ракету.

Хауг предлагает создавать фотоны на космическом корабле за счет ускорителя элементарных частиц, по типу Большого адронного коллайдера.

Такой двигатель нового типа будет "превращать топливо в свет, что приведет к радиационному давлению, которое толкает корабль вперед со скоростью составляющей 99,999% от скорости света".

Осталось только решить, как поместить миниатюрный адронный коллайдер на космический корабль и сталкивать антивещества (антипротоны и позитроны) прямо во время полета.