Đĩa không gian - giá cả phải chăng và rất nhanh
Hiện tại, vật thể được con người phóng lên vũ trụ nhanh nhất là tàu thăm dò Voyager, có thể tăng tốc lên 17 km / s bằng cách sử dụng các bệ phóng trọng lực từ Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương. Tốc độ này chậm hơn ánh sáng vài nghìn lần, phải mất XNUMX năm để đến ngôi sao gần Mặt trời nhất.
So sánh trên cho thấy khi nói đến công nghệ động cơ đẩy trong du hành vũ trụ, chúng ta vẫn còn nhiều việc phải làm nếu muốn đi đến một nơi nào đó ngoài các thiên thể gần nhất của hệ mặt trời. Và những chặng đường tưởng chừng như gần gũi này chắc chắn là quá dài. 1500 ngày bay đến sao Hỏa và quay trở lại, và ngay cả với sự liên kết hành tinh thuận lợi, nghe không có vẻ gì là đáng khích lệ.
Trong những chuyến đi dài, ngoài ổ đĩa quá yếu, còn có những vấn đề khác, ví dụ như nguồn cung cấp, thông tin liên lạc, nguồn năng lượng. Các tấm pin mặt trời không sạc khi mặt trời hoặc các ngôi sao khác ở xa. Các lò phản ứng hạt nhân chỉ hoạt động hết công suất trong vài năm.
Khả năng và triển vọng phát triển của công nghệ để tăng và truyền tốc độ cao hơn cho tàu vũ trụ của chúng ta là gì? Hãy xem xét các giải pháp đã có và những giải pháp có thể thực hiện được về mặt lý thuyết và khoa học, mặc dù vẫn còn nhiều điều là tưởng tượng.
Hiện tại: tên lửa hóa học và ion
Hiện tại, động cơ đẩy hóa học vẫn được sử dụng trên quy mô lớn, chẳng hạn như tên lửa hydro và oxy lỏng. Tốc độ tối đa có thể đạt được nhờ chúng là khoảng 10 km / s. Nếu chúng ta có thể tận dụng tối đa các hiệu ứng hấp dẫn trong hệ mặt trời, bao gồm cả mặt trời, thì một con tàu với động cơ tên lửa hóa học có thể đạt vận tốc hơn 100 km/s. Tốc độ tương đối thấp hơn của Du hành là do mục tiêu của nó không phải là đạt được tốc độ tối đa. Ông cũng không sử dụng "đốt sau" với động cơ trong quá trình hỗ trợ trọng lực hành tinh.
Động cơ đẩy ion là động cơ tên lửa, trong đó các ion được tăng tốc do tương tác điện từ là yếu tố mang. Nó hiệu quả hơn khoảng mười lần so với động cơ tên lửa hóa học. Công việc về động cơ bắt đầu vào giữa thế kỷ trước. Trong những phiên bản đầu tiên, hơi thủy ngân được sử dụng cho ổ đĩa. Hiện nay, xenon khí quý được sử dụng rộng rãi.
Năng lượng thải khí từ động cơ đến từ nguồn bên ngoài (tấm pin mặt trời, lò phản ứng tạo ra điện). Nguyên tử khí biến thành ion dương. Sau đó, chúng tăng tốc dưới tác dụng của điện trường hoặc từ trường, đạt tốc độ lên đến 36 km / s.
Tốc độ cao của yếu tố bị đẩy ra dẫn đến lực đẩy lớn trên một đơn vị khối lượng của chất bị đẩy ra. Tuy nhiên, do công suất của hệ thống tiếp liệu thấp, khối lượng của tàu sân bay bị đẩy ra nhỏ, điều này làm giảm lực đẩy của tên lửa. Một con tàu được trang bị một động cơ như vậy sẽ chuyển động với một gia tốc nhỏ.
Bạn sẽ thấy phần tiếp theo của bài viết trong số tháng XNUMX của tạp chí
VASIMR hoạt động hết công suất
