Skýrsla: Gamlar góðu geimflaugar

Þann 30. ágúst tilkynnti SpaceX að SES-2016 gervitunglinu verði skotið út í geim í lok 9 ára með notaðu og endurnýjuð Falcon 10 eldflaugastigi. Tveimur dögum síðar, 1. september, sprakk önnur SpaceX eldflaug, Falcon 9, á Cape Canaveral. Þannig að stemningin er að breytast - frá eldmóði til efa.

„Við trúum því að endurnýtanlegar eldflaugar muni hefja nýtt tímabil utanjarðarflugs og auðvelda aðgang að geimnum bæði hvað varðar kostnað og stjórnun skotdaga,“ sagði Martin Halliwell hjá SES við fréttamenn. Það er hér sem hann á gervihnött sem á að skjóta á loft með notaðri eldflaug. Og þar sem SES verður fyrst til að nota björgunarflugeldaþjónustuna, þá verður þeim veittur sérstakur afsláttur...

Falcon 9 gosið við Cape Canaveral

Á Twitter tilkynnti SpaceX það SES-10 verður hleypt af stokkunum með CRS-8 leiðangrinum 8. apríl 2016. Fyrsti áfanginn lenti á sjálfstjórnarskipinu OCISLY í Kyrrahafinu. SES-5,3 gervihnötturinn sem vegur 10 tonn var smíðaður af Airbus Defence and Space byggt á Eurostar E3000 pallinum. Hann er með tvinnknúið knúningskerfi: efnafræðilegt fyrir upphafslyftingu á svigrúmi og sumar brautarhreyfingar, og rafmagns (jónískt) eingöngu fyrir brautarhreyfingar. Þetta er fyrsti SES gervihnötturinn sem er eingöngu tileinkaður verkefnum í Rómönsku Ameríku.

Nú er hins vegar líklegt að þessar áætlanir, eins og öll vænleg samvinna, verði dregin í efa. Sprenging Falcon 9 eldflaugar á pallinum við eldsneytistöku (þótt orsakir hennar hafi ekki enn verið skýrðar og það séu undarlegar kenningar um skot á slysstaðnum, og jafnvel eitthvað sem segir eitthvað um meinta tilvist UFO-hluts í nágrenninu) vissulega varð ímyndarhögg fyrir fyrirtæki Elon Musk. Venjulega fresta slíkir atburðir næstu áætlunum.

Hamfarirnar féllu saman við aðra tilkynningu - skotið á risastórri SpaceX eldflaug út í geiminn, Fálki þungursem átti að fara fram haustið 2016 eða í síðasta lagi vorið 2017. Þessi þungi skotbíll hefur verið í hönnun í nokkur ár. Hönnun þess byggir á fyrsta þrepi Falcon 9 v.1.1 FT eldflaugarinnar, sem á einnig að vera fyrsta þrep Falcon Heavy, ásamt tveimur hjálparhreyflum, sem eru breyting á þessu þrepi. Þökk sé þessari lausn munu eiginleikar eldflaugarinnar aukast umtalsvert, sem gerir kleift að afhenda farm sem vegur allt að 53 tonn (Falcon 9 þegar hann er öflugastur veitir allt að 22,8 T). Ef þetta skot á sér raunverulega stað, þá verður þyngsta skotfæri (aðeins Saturn-XNUMX frá Apollo tungláætluninni og Sovétíska Energia eldflaugin í sögunni) notuð - aðeins NASA smíðaður mun hafa meiri getu. Hins vegar, jafnvel í þessu tilfelli, voru efasemdir eftir slysið í Flórída.

Sprengingin þýðir mikið PR og fjárhagslegt tap fyrir SpaceX. Líklegt er að hætt verði við eldflaugaskot Falcon 9 í einhvern tíma, að minnsta kosti þar til orsök slyssins liggur fyrir. Aftur á móti átti að fara fram mannað flug Dragon 2 hylksins með Falcon 9R eldflauginni á næsta ári. NASA vill líklega ekki bíða. Hann vill komast í burtu frá því að vera háður rússneskum Soyuz fyrir geimáætlun sína eins fljótt og auðið er. Í reynd er SpaceX þannig að keppa við Rússa, sem gerir kynningu á eldflaug Musk að pólitísku máli.

Fálki 9 á pramma eftir lendingu

Eftir misheppnaðar tilraunir - mikil ánægja

Fyrir septembersprenginguna hljóta þær að hafa verið fréttir síðasta árs og mikil tæknibylting. vel heppnaðar lendingar helstu hluta SpaceX eldflauganna. Þessi „bati“ hefur lifað í gegnum heim geimtækninnar undanfarna mánuði. "Á endanum!" - Elon Musk gæti sagt þegar í vetur tókst honum að koma meginhluta eldflaugar sinnar til jarðar, fyrst til Canaveralhöfða, síðan á fljótandi sjávarpall (3). Þessi nýjasta afrek hefur gert geimvísindaheiminn næstum brjálaður fyrir SpaceX. Vegna þess að lenda á landi, hvað er að fela, á einhvern hátt endurtók afrek eldflaugarinnar. Nýr Shepard framleidd af Jeff Bezos, yfirmanni Amazon, síðan í nóvember á síðasta ári. Í vissum skilningi, vegna þess að Falcon 9 er fullgild geimeldflaug og vara Bezos er fyrirferðarmeiri farartæki fyrir neðanjarðarflug. Og ef um er að ræða mannlaus verkefni eru eldflaugar dýrasti þátturinn í verkefninu.

Jafnvel Musk sjálfur kallaði lendinguna við Cape Canaveral ekki eitthvað sérstakt. Meginmarkmið þess var að lenda SpaceX eldflaug sem sneri aftur á fljótandi pall. Þetta hefur verið reynt í marga mánuði. Tvær aðferðir síðan 2015 hafa mistekist. Í fyrra skiptið sprakk eldflaugin og í seinna skiptið var hægt að setja eldflaugina á prammann, en hann hvolfdi strax.

Ein af misheppnuðu Falcon 9 lendingunum á úthafspalli

Hingað til hefur SpaceX þegar lokið nokkrum vel heppnuðum skotum og lendingum eldflauga sinna. Fyrirtækið er nú að skipuleggja samtímis um borð allt að þriggja þátttakenda á sama tíma, bæði á sjálfskipuðum skipum og á landi. Í síðara tilvikinu, til að lyfta öllum þremur hlutum stórrar Falcon Heavy eldflaugar, þarftu þrjá lendingarstaði í herflugstöðinni á SpaceX Cape Canaveral. Af þessum sökum vill fyrirtækið óska ​​eftir því að bandarísk stjórnvöld heimili byggingu tveggja til viðbótar við þann sem fyrir er. Elon Musk útskýrði á Twitter að hjálparhreyflar eldflaugarinnar muni lenda nánast samtímis og fyrsti áfanginn lendir með smá seinkun.

Bezos hugsar um ferðaþjónustu

Áðurnefnd vel heppnuð lendingartilraun annars undrabarns í rafrænum viðskiptum, Jeff Bezos, átti sér stað 23. nóvember 2015. Fyrirtækið hans Blue Origin prófaði New Shepard neðanjarðargeimfarið. Eldflauginni var skotið á loft frá rannsóknarmiðstöð í Van Horn, Texas. Í tilraunafluginu náði hann 100,5 km hæð, sem þýðir að farið er yfir ímynduð mörk geimsins. Í framtíðinni mun þetta leyfa fólki að upplifa um það bil 4 mínútur. ástand þyngdarleysis.

Eftir stutt flug lenti New Shepard farþegahylkið með fallhlífum í eyðimörkinni. Eftir það sneri eldflaugin aftur til jarðar og hægði á falli hennar með eldflaugahreyflum þar til hún náði um 7 km/klst hraða rétt á yfirborðinu. Í júní 2016 hafði Blue Origin náð fjórum vel heppnuðum lendingum á eldflaug sinni.

Fyrirtæki Bezos, ólíkt SpaceX, gerir ekki mikinn hávaða, en það þýðir ekki að það sé ekki mjög vel. Blue Origin ætlar nú að smíða sex New Shepard eldflaugar. Hvert þeirra mun geta lyft sex farþegum 100 km yfir yfirborð jarðar, þar sem þeir geta í nokkrar mínútur upplifað ástand þyngdarleysis og fallegt útsýni sem áður var ætlað geimfarum. Prófanir með flugmönnum munu fara fram á næsta ári og ef allt gengur upp munu fyrstu viðskiptavinirnir geta farið í geimferð strax árið 2018. Miðaverð liggur ekki enn fyrir en gera má ráð fyrir að það sveiflist innan 250 þúsund dollarar – svona vill annað þekkt fyrirtæki sem skipuleggur borgaralegt geimflug, Virgin Galactic, ferðast með SpaceShip Two.

Sérfræðingar: óhófleg bjartsýni

SpaceX gæti boðið margnota Falcon 9 flug fyrir 37 milljónir dollara, samkvæmt tímaritinu og vefgátt SpaceNews. Sérfræðingar telja að verðið muni örugglega ná tæpum 48 milljónum við sjósetningu, sem þýðir meiri hagnað fyrir SpaceX. Útreikningarnir fela í sér að nota sömu Falcon 9 eldflaugina að minnsta kosti fimmtán sinnum, sem hljómar frábærlega, en Musk-menn segja að fyrsta stigið sé metið til hundrað notkunar.

Þessi bjartsýni dregur nokkuð úr áminningunni um reynslu NASA af henni. ракета SRB. Þrátt fyrir margra ára tilraunir og mörg flug var ekki hægt að ná fullri fjölnotanotkun. Svipað vandamál kom upp með CCME vélar (). Þrátt fyrir að þeir hafi upphaflega verið hannaðir fyrir 55 skot, fundu þeir galla eftir hvert flug sem kröfðust kostnaðarsamra viðgerða. Á endanum kom í ljós að eyðsluhæfu SSME og SRB módelin yrðu ódýrari lausn fyrir lágtíðni geimferjuferðir.

Að sögn höfunda SpaceNews getur endurnotkun eldflauga á mótsagnarkenndan hátt aukið kostnað SpaceX. Núverandi tiltölulega lágur kostnaður við eldflaugina tengist samsetningu Merlin hreyfla. Hins vegar, ef eftirspurn eftir þeim minnkar, hækkar einingarverð þeirra (fastur kostnaður er mjög stór hluti af verði hverrar vélar), og sparnaðurinn gæti orðið mun minni en við reiknum með.

Þetta vandamál væri hægt að leysa með því að auka tíðni flugs - til að viðhalda núverandi framleiðsluhraða eldflauga, en á sama tíma græða peninga á flugi á notuðum eldflaugum (sem munu falla, slitna o.s.frv. ). Hins vegar, til að gera þetta, verður þú að lækka verð til að taka meirihluta flugs frá keppinautum þínum. Áætlað er að til þess að SpaceX geti haldið núverandi afköstum, en samt sem áður geta nýtt Falcons 9 að fullu, ætti flugtíðni að ná 35-40 á ári. Það er rétt að það er alþjóðlegur markaður fyrir svo mörg flug, en hann skiptist á nokkur fyrirtæki sem munu ekki bíða aðgerðalaus eftir því að SpaceX flytji.

Til viðbótar við fyrsta stig eldflaugarinnar, ætlar SpaceX að endurheimta einnig farmhlífar. Þó þeir séu ekki sérstaklega dýrir eru þeir tímafrekir í framleiðslu og krefjast mikillar fyrirhafnar til að flýta þeim. Þess vegna, frá efnahagslegu sjónarmiði, er endurreisn farmskjalda skynsamleg. Þeir segja að SpaceX muni reyna að búa til einhvers konar svifflugur úr farmskildum sem myndu lenda varlega í sjónum, þaðan sem þeir voru veiddir (SpaceX er nú þegar með sérstakt skip fyrir þetta - GO leitarvél).

Musk teygir... vöðva. Aðrir, eins og við höfum þegar nefnt, blundar alls ekki. Í apríl á þessu ári, höfundar nýju eldflaugarinnar Ariane 6 tilkynnti að hönnun þeirra myndi fara yfir það verð sem SpaceX bauð á hvert kíló af farmi sem sett er á braut. Nýja Ariane ætti að vera tilbúin til flugs árið 2020. Fulltrúar Airbus Safran Launchers (ASL), aðalhluthafa evrópska samsteypunnar Arianespace, tilkynna meira að segja tvær útgáfur af þessari eldflaug. Gert er ráð fyrir að Ariane 62 geti komið fimm tonna gervihnött á jarðstöðva sporbraut og Ariane 64, með fjórum hjálparvélum, mun skila 10,50 tonnum á sporbraut sem er dæmigerð fyrir fjarskiptagervihnött í atvinnuskyni.

Gert er ráð fyrir að verð á gervihnattakíló verði 40-50% lægra en Ariane 5 sem nú er notaður. Nýja gerðin ætti að hafa tvöfalt afl Falcon 9 og minna en tvöfalt verð. Auðvitað virðast útreikningar samtakanna taka mið af einnota tækjum en ekki eldflaugaförgun.

Lítil...lofandi

Þróun eldflaugatækninnar er líka á minna áhrifamikilli braut en risastórar eldflaugar NASA eða SpaceX. Þetta þýðir ekki að það sé minna áhugavert. Á European Space Solutions ráðstefnunni í Haag í júní var kynnt hugmyndin um að þróa tækni fyrir litla eldflaug sem getur skilað 50 kg á lága sporbraut um jörðu.

Verkefnið sem hrint var í framkvæmd samkvæmt Horizon 2020 áætluninni var nefnt BROS (). Innan SMILE (6), verður þróað nýtt eldflaug með litlu skoti, hugsanlega blendingur, að mestu endurheimtanleg, með sjálfvirkri framleiðslu á nokkrum íhlutum. Allt ætti að vera hannað með litlum tilkostnaði og auðvelt í notkun. Fyrirhugað er að nota raftæki sem þegar eru til á markaðnum og nota þrívíddarprentunartækni.

Kostnaður við verkefnið er 4 milljónir evra. Því verður lokið árið 2018. Það er innleitt af fjórtán samstarfsaðilum frá átta löndum: Belgíu, Danmörku, Grikklandi, Spáni, Hollandi, Þýskalandi, Noregi og Rúmeníu. SMILE gæti komið inn á markaðinn þar sem stærri eldflaugakerfi munu ekki geta skilað litlum farmi með litlum tilkostnaði. Ef verkefnið tekst er möguleiki á að smíða nýjan evrópskan skotbíl sem getur fullnægt mörgum þörfum, ekki aðeins ríkja álfunnar.

Kína lætur ekki gleyma sér

Fyrsta skotið á langa 7. mars eldflaug Kína

Ný eldflaugaverkefni takmarkast ekki við Vesturlönd. Fyrir nokkrum mánuðum var eldflauginni skotið á loft 7 Mars mikli (Zhang Zheng 7). Það ætti að verða grundvöllur alls kínversku geimkönnunaráætlunarinnar. Formlega var tilgangurinn með skotinu, sem átti sér stað frá nýjasta kínverska Wenchang-heimsvæðinu á Hainan-eyju í suðurhluta Kína, að skjóta frumgerð af nýju mönnuðu hylki á sporbraut - nokkrir litlir gervihnöttar voru einnig afhentir þangað.

Langi 7. mars er 53 metrar að lengd og vegur 658 tonn. Það er fær um að skila 13,5 tonnum af farmi á lága sporbraut um jörðu. Það mun að lokum hafa bæði mönnuð og mannlaus skip, sem gerir uppreisninni kleift Kínversk geimstöðm, sem áætlað er að ljúki árið 2022.

Nýja kínverska Wenchang geimhöfnin, sem sú fyrsta sinnar tegundar, er ekki falin á erfiðum hornum landsins heldur er hún staðsett á vinsælri suðrænni eyju ekki langt frá sjávarströndinni. Þökk sé þessu gátu áhorfendur, sem átta athugunarpallar voru settir upp fyrir, fylgst með fyrstu sjósetningu Long March 7 í beinni. Að sögn sérfræðinga er þetta sönnun þess að kínverska geimferðaáætlunin hefur þegar náð mjög háum spennutíma og yfirvöld hafa hætt að hafa áhyggjur af þörfinni á að fela öll hrun.

Röð hvata og vandræða

Tap í rekstri hlutabréfaútboðs Alþjóðlega geimstöðin ISS, sem hefur verið á sporbraut um jörðu síðan 1998, hófst í lok október 2014. Nokkrum augnablikum eftir upphaf CRS-3 / OrB-3 verkefnisins með einkaskipi Cygnus þá sprungu hreyflar fyrsta stigs eldflaugarinnar Antares. Sumarið 2015 sprakk Falcon eldflaug sem flutti vistir til ISS skömmu eftir flugtak. Við höfum aðra sprengingu í september 2016.

Það væri betra fyrir SpaceX og alla bandarísku geimferðaáætlunina ef orsakir endurtekinna slysa fyndust eins fljótt og auðið er. Einkafyrirtæki eru mjög mikilvæg í áætlunum NASA. Fyrir árið 2017 ættu einkafyrirtæki - SpaceX og Boeing að sjá um að flytja fólk til Alþjóðlegu geimstöðvarinnar. Tæplega 7 milljarðar Bandaríkjadala í samningum NASA er ætlað að koma í stað geimferja sem voru teknar úr notkun árið 2011 og verða óháðar Rússum og Soyuz þeirra, sem á þeim tíma einokuðu að senda fólk til ISS.

Val Elon Musk á SpaceX, sem hefur sent eldflaugar og skip til stöðvarinnar síðan 2012, kom ekki á óvart. Hönnun áhafnarhylkisins er vel þekkt. DragonX V2, af þessu fyrirtæki, sem ætti að taka allt að sjö manns. Tilraunir og fyrsta mannaða flugið voru áætluð til ársins 2017. Stærstur hluti 6,8 milljarða dollara (SpaceX ætti að fá „aðeins“ 2,6 milljarða dollara) mun hins vegar renna til Boeing sem vinnur með Blue Origin hans Jeff Bezos. Boeing þróunarhylki - (KST) -100 – mun einnig taka við allt að sjö manns. Boeing gæti notað BE-3 eldflaugar Blue Origin eða Falcons frá SpaceX.

Space Launch System - NASA infographics

Auðvitað vilja Rússar halda þessu áfram, ekki bara af fjárhagsástæðum. Hins vegar hafa þeir sjálfir skráð mikið af bilunum í plássi undanfarin ár. Síðasta sumar, skömmu eftir flugtak frá Baikonur Cosmodrome, hrapaði eldflaug þeirra í um 150 km hæð yfir jörðu. Proton-M, sem hafði það hlutverk að skjóta Express-AM4R fjarskiptagervihnettinum á braut um jörðu. Vandamálið kom upp níu mínútum eftir flugtak, þegar þriðja þrepi eldflaugarinnar var skotið á loft. Hæðarkerfið hrundi og brot þess féllu í Síberíu, Austurlönd fjær og Kyrrahafið. Eldflaug "Proton-M" mistókst enn og aftur. Fyrr, í júlí 2013, hrundi þetta líkan einnig, sem leiddi til þess að Rússar misstu þrjú leiðsögugervihnött að verðmæti um 200 milljónir Bandaríkjadala. Kasakstan setti þá tímabundið bann við Proton-M frá yfirráðasvæði sínu. Jafnvel fyrr, árið 2011, breyttist rússneska leiðangurinn í afar misheppnaðan árangur. Rannsakaðu Phobos-Grunt á einu af tunglum Mars.

flugflaug milli pláneta

Átökin og vandamálin sem lýst er tengjast því að hleðslur og fólk lyftist á nær eða fjarlægari brautir um jörðina. Allar hugmyndir aðrar en eldflaugar fyrir slíka starfsemi - svo sem tvinnflugvélar, skutluafbrigði, geimlyftur osfrv. – ekki vinna eða vera á vettvangi. Hvað varðar frekari flóttamenn þá höfum við enn ekkert betra í höndunum. Besta dæmið er verkefnið hér að ofan , SLS.

Í nokkra mánuði var öflugasta eldflaugahreyfli sögunnar skotið af og til í eyðimörkinni í Utah-ríki Bandaríkjanna. Það verður notað í SLS eldflaugar sem eru hannaðar fyrir djúp geimflug. mannaða geimfarið Orion og enn fleiri farartæki til að smíða. Vél merkt sem QM-1, er útbreidd útgáfa af vélunum sem notaðar eru í geimferjuáætluninni. Hins vegar samanstendur það af fimm hlutum frekar en fjórum eins og eldri hönnun. Útgáfan sem prófuð var í Utah er tæplega 47 metrar að lengd, 3,66 metrar í þvermál og vegur 801 tonn. SLS eldflaugin verður búin tveimur slíkum hreyflum og fjórum RS-25 hreyflum, en heildaráhrif þeirra verða tæp 4 tonn. tón.

Fyrsta skot SLS eldflaugarinnar ætti að fara fram árið 2018. Þetta mun vera hleðsluútgáfan. Allt í lagi. 70 tonn. Að lokum ætti útvíkkað kerfi jafnvel að leyfa 130 tonn hleðslu inn á sporbraut jarðar og víðar, til tunglsins og hugsanlega Mars.

SLS inniheldur, auk öflugrar eldflaugar, áðurnefnd Orion mönnuð geimfar og margar aðrar tækni tengdar vel þekktum lausnum. Í stuttu máli, NASA vill fara aftur til róta sinna og dýrðarára með því að byggja eldflaug sem líkist Satúrnusi XNUMX úr Apollo áætluninni.

Eldflaugar eru ekki lengur úr málmi

Þróun eldflaugatækni fer á mismunandi vegu. Eitt af þróunarsviðum er ný, betri og léttari efni byggja þau. NASA lauk fyrstu röð prófana samsett efnisem í framtíðinni verður notað til að búa til skotfæri. Úr því var gerður þriggja metra strokkur. Byggingin var beitt þrýstikrafti sem samsvaraði þyngd hlutar sem vó yfir 400 tonnum til að prófa hversu mikið það gæti borið. Til að fá nákvæmar upplýsingar við prófunina var strokkurinn búinn þúsundum skynjara og allt ferlið var fylgst með með myndavélum sem tóku upp á mismunandi hraða. Það er þeim að þakka að við getum séð hvernig risastór sprunga leit út sem birtist á yfirborði efnisins undir áhrifum þyngdar.

Lokamarkmið NASA er að þróa samsett efni sem gerir kleift að smíða eldflaugar mun léttari og sterkari en þær sem eru gerðar úr málmi. Slík farartæki munu gera kleift að flytja meiri farm út í geiminn, þar á meðal vatn, mat og aðrar vistir. Þetta myndi auðvelda framkvæmd áætlana um mannað flug til Mars.

Rússar þróuðu aftur á móti nýja tegund keramik efnisem getur nýst til að smíða eldflaugar. Þolir hita í kringum 3 gráður á Celsíus, miklu meira en bestu málmblöndur sem eru í notkun í dag. Verkfræðingum háskólans í Tomsk tókst að búa til slíkt marglaga efni byggt á hafníumkarbíði, sirkoníumdíbóríði og sirkonoxíði.

Styrkur efnisins gæti skipt höfuðmáli fyrir geimeldflaugar þar sem það mun leyfa mun betri varmaskjöldum en áður til að vernda geimfara og farartækin sjálf fyrir háum hita sem verður við endurkomu út í andrúmsloftið. Hönnuðir nýja efnisins hafa þegar tilkynnt að þeir muni gera sameiginlegar prófanir með Roskosmos umboðinu sem munu sýna hvort það sé í raun eins ónæmt fyrir háum hita og búist var við.

Hvað er næst?

Hraðasti nú er það hlutur sem maður sendi út í geiminn Hljómar Voyagersem, þökk sé notkun þyngdarkastara Júpíters, Satúrnusar, Úranusar og Neptúnusar, tókst að flýta 17 km / klst. Þetta er auðvitað enn nokkur þúsund sinnum hægara en ljósið, sem tekur til dæmis fjögur ár að komast í grennd við næstu stjörnu við okkur, að sólinni er ótalin, en í kringum hana er reikistjarna eins og við nýlega komumst að. svipað og jörðin snýst um. Slík ferð myndi taka tíma með Voyager. tugþúsundir ára. Þetta er örugglega ekki það sem við erum að tala um.

Svo þegar kemur að framdrifstækni, þá eigum við enn mikið verk fyrir höndum ef við viljum fara eitthvað lengra en næstu líkamar í sólkerfinu. Og þessar að því er virðist nánu ferðir eru enn of langar. Til að fljúga til Mars og til baka, með hagstæða plánetustöðu, þurfum við næstum 1500 daga. Hljómar ekki mjög hvetjandi...

Við erum núna að nota það í stórum stíl efnadrif, það er fljótandi vetni og súrefniseldflaugar. Hámarkshraði sem hægt er að ná með honum er u.þ.b. 10 km / klst. Ef hægt væri að nýta til fulls þyngdaráhrifin í sólkerfinu, þar með talið sólinni sjálfri, gæti skip með efnaeldflaugavél jafnvel náð yfir 100 km/s. Tiltölulega hægari hraði Voyager stafar af því að markmið hans var aldrei að ná hámarkshraða. Hann notaði heldur ekki „afterburner“ með hreyflum meðan á þyngdarafl aðstoðarmanna á plánetu stóð. En jafnvel þótt við reyndum þessa 100 km/s yrði ferðin lengri nokkur þúsund ár.

Hann er um það bil tíu sinnum skilvirkari en efnaeldflaugahreyflar. jónadrif, þ.e. eldflaugahreyflar, þar sem jónirnar hröðuðust vegna rafsegulsamskipta eru burðarþátturinn. Vinna við þessa lausn hófst um miðja síðustu öld. Í fyrstu útgáfunum var kvikasilfursgufa notuð fyrir drifið. Eins og er er eðalgasið xenon mikið notað.

Orkan sem gefur frá sér gas frá vélinni kemur frá utanaðkomandi uppsprettu (sólarplötur, kjarnaofni sem framleiðir rafmagn). Gasatómum er breytt í jákvæðar jónir og síðan hraðað undir áhrifum raf- eða segulsviðs og ná allt að allt að 36 km / klst. Mikill hraði útkastaðans leiðir til mikils þrýstikrafts á hverja massaeiningu efnisins sem kastað er út. Hins vegar, vegna lítils afls aðveitukerfisins, er massi útkastaðs burðarefnis lítill, sem dregur úr þrýstingi eldflaugarinnar. Skip sem búið er slíkri vél hreyfist með smá hröðun.

Því er unnið að hönnun til að auka afl jónadrifsins. Evrópska geimferðastofnunin ESA vinnur að HDLT - rafseguljónaþrýstibúnaður. Það notar náttúrulegt ferli sem gerist á milli plasmasvæða með mismunandi eiginleika tveggja rafsamverkandi laga - fyrirbæri sem þekkist til dæmis frá norðurljósum. Bandaríkjamenn eru að vinna að Variable Pulse Plasma Thruster, VASIMR. Örbylgjuorka og segulsvið eru notuð í því til að hita, hraða og beina vinnuvökvanum og þannig til að skapa þrýsting.

Jón rafstöðueiginleikar mótor var notað til að knýja Deep Space 1998 rannsakanda sem skotið var á loft árið 1 til halastjörnunnar Borreli. Akstur hannaður fyrir tvö hundruð klukkustunda notkun entist meira en fimmtíu sinnum lengur í reynd. hallarvél aftur á móti (ein af gerðum jónahreyfla þar sem gasjónum er hraðað með rafsviði) var notað í SMART-1 rannsakanda Evrópsku geimferðastofnunarinnar. Ion thrusters þjóna nú sem aðalvélar japanska geimfarsins Hayabusa og bandarísku geimfarsins Dawn á braut um Ceres.

Dawn Ion Probe - flutningur

Ellen StofanYfirmaður rannsóknarhóps NASA viðurkenndi í viðtali við NewScientist að ferð til Mars yrði möguleg á þriðja áratugnum. Lykillinn að velgengni slíks fyrirtækis verður annað NASA verkefni - sem ekki hafa allir augljós tengsl við mannaðan leiðangur til Rauðu plánetunnar. Og samt ítreka Bandaríkjamenn af kostgæfni að erfitt er að ímynda sér mannað flug til Mars án þess að stöðva og skjóta smástirni á braut um tunglið.

Með því að stöðva geimbergið verður tæknin prófuð Sólarrafknúningur (SEP). Orkan sem fæst frá sólarrafhlöðum er notuð til að búa til sterk rafsegulsvið í jónavélinni. Þessi lausn leyfir verulegan sparnað, því ef um hefðbundnari eldflaugahreyfla er að ræða, þyrfti skipið að taka mikið magn af þeim með sér. Nýja aðferðin er hægari en sú sem tengist öflugum eldflaugum, en mun skilvirkari. Hins vegar þarf að prófa þetta á mjög þungum farmi, sem gæti verið lítið smástirni. Hönnuðir Mars leiðangursins leggja til að þeir sendi fyrst vistir þangað og síðan geimfara eins fljótt og auðið er. Ferð þeirra verður að vera eins stutt og hægt er vegna hættulegrar geislunar í geimnum milli plánetunnar.

Armbeygjur með laser

Bandaríkjamenn tala um jónaflaugar. Rússneskir vísindamenn sem ætla að nota það til að flýta fyrir eldflaugum og geimförum eru nokkuð ólíkir í hugmyndavinnu sinni. háorku plasma geisla. Plasmaið verður framleitt í ferli sem kallast laser ablation, þ.e. uppgufun efnis frá yfirborði fasts efnis í loftkennt eða plasma ástand, framhjá fljótandi ástandi.

Hugmyndin er að nota leysir á jörðu niðri til að benda á réttan punkt í byggingu eldflaugar eða skips (11). Þar, þökk sé mikilli orku, verður tilbúið efni fjarlægt og háorkuplasman sem myndast mun veita þrýstingi í rétta átt. Uppfinningamennirnir halda því fram að þetta muni gera litlum gervihnöttum kleift að hraða upp í tífaldan hljóðhraða.

Vandamálið við hagnýta útfærslu þessarar tækni er nauðsyn þess að nota mjög öfluga leysigeisla á yfirborði jarðar. Og þetta snýst ekki bara um kostnað, þetta snýst líka um öryggissjónarmið. Þetta er vegna þess að slíkir leysir geta eyðilagt allt sem verður á vegi þeirra í andrúmsloftinu og á sporbraut á eins áhrifaríkan hátt og þeir keyra.

Kjarnorkudraumar

Notaðu hugmyndir til að knýja geimfar kjarnorku eða jafnvel varmakjarnaorku þau eru jafngömul geimöldinni. Þeim hefur aldrei verið beitt í reynd, sem sýnir glöggt hversu veruleikastig þeirra er. Vísindamenn og hönnuðir missa þó ekki vonina. Rússneska stofnunin Rosatom vinnur að verkefni fyrir kjarnorkueldflaugahreyfil sem gæti skotið geimfari út í geim. Að sögn dagblaðsins Izvestia hefur Rosatom þegar þróað hönnun kjarnakljúfsins og búið til sérstakan eldsneytisþátt sem gerir vélinni kleift að starfa á breiðu hitastigi.

Þetta er gerð eldflaugahreyfla þar sem varmagjafinn er kjarnaofni. Gasið sem hitað er í kjarnaofninum þenst út í stútnum og gefur eldflauginni kraft. Roskosmos stofnunin heldur því fram að notkun þessarar tækni muni hjálpa Rússum að sigra geiminn á ný. Tilraunaflug með nýja vélinni mun hefjast strax árið 2025.

Bandaríska NASA vinnur einnig að kjarnorkuvélaverkefni sem hluti af áætluninni TRÉ (). Geimfarið myndi fara í loftið hér á hefðbundnu eldsneytiseldsneyti en eftir vel heppnaða skot á braut um svig myndi geimfarið halda áfram ferð sinni, knúið kjarnorku. NASA segir að notkun þessarar tækni gæti dregið verulega úr þeim tíma sem það tekur að hefja mönnuð leiðangur til Mars. Kjarnorkuknúið skip myndi hreyfa sig mun hraðar og minna magn eldflaugaeldsneytis um borð myndi gera kleift að flytja fleiri geimfara.

Það eru, eins og alltaf, hugmyndir um að gjörbylta geimknúningi. En í augnablikinu, eins og á síðustu áratugum geimaldarinnar, höfum við enn að mestu efnadrifseldflaugar til umráða. Við raunverulegar aðstæður og við skipulagningu síðari leiðangra eru það einmitt eldflaugar með eldsneyti og oxunarefni inni sem þarf að taka tillit til í fyrsta lagi.