Наземные лазеры, над которыми работают ученые, по замыслу смогут ощутимо ускорить космический корабль во время его путешествия по Солнечной системе
Фото: pixabay.com
Человечество имеет амбициозные планы по освоению космоса, в частности отправка пилотируемых миссий на Луну и Марс. Например, мы писали, что NASA хочет отправить на Марс первый самолет. Но для реализации замыслов нужны новые двигательные установки, которые смогут обеспечить высокую тягу и стабильное ускорение.
Поэтому ученые предлагают новый тип двигательной установки с направленной энергией для исследования Солнечной системы и ближайших звезд. Они описали первые результаты работы своего лазерно-теплового двигателя. Эта технология потенциально может обеспечить как высокую тягу, так и удельный импульс, в том числе и для межзвездных миссий, говорится в исследовании.
Как работает лазерный двигатель
Впервые концепцию лазерно-теплового двигателя ученые предложили еще 2 года назад. Они предположили, что с помощью такой двигательной установки можно добраться до Марса всего за 45 дней вместо 6-9 месяцев.
Изначально ученые хотели использовать наземный лазер диаметром 10 м и мощностью 100 МВт, который был бы способен подавать энергию на космический аппарат, расположенный на расстоянии Луны от Земли.
Нагревая водородное топливо до температуры почти 10 000 градусов по Цельсию, этот лазер способен создать высокую тягу и высокий удельный импульс.
Читайте также: В NASA заявили, какие космические миссии реализуют в следующем 2024 году
Концепция нового двигателя аналогична ядерно-тепловому двигателю, над которым работают ученые из NASA. В нем ядерный реактор создает тепло, которое вызывает расширение топлива из водорода или дейтерия и выходит через сопла для создания тяги.
В этом случае лазеры фокусируются в камере нагрева водорода, который затем выпускается через сопло для создания удельных импульсов продолжительностью 3000 секунд.
Как происходило испытание
Спустя почти 2 года опытов исследователи провели экспериментальную проверку своей разработки. Они использовали лазерную установку мощностью 3 кВт, чтобы проверить, как она будет связывать свою энергию с топливом. В результате ученые сконструировали аппарат, содержащий от 5 до 20 баров аргона.
Хотя в окончательной концепции двигателя в качестве топлива хотят использовать газообразный водород, для испытаний взяли аргон, поскольку его легче ионизировать. Затем ученые запустили лазер импульсами на частоте 1070 нанометров, что соответствует длине волны ближнего инфракрасного света. Это помогло определить пороговую мощность, необходимую для лазерно-поддерживаемой плазмы.
Вас может заинтересовать: NASA создала мощные лазеры для повышения точности GPS
Их результаты показали, что примерно 80% лазерной энергии было передано в плазму. Такие показатели согласуются с предыдущими предположениями. То есть концепция показала себя хорошо, но для окончательных результатов необходимы дальнейшие эксперименты.
Ученые в конце 2024 года собираются провести измерения тяги, чтобы оценить, какое ускорение и удельный импульс может обеспечить лазерно-тепловой двигатель для будущих миссий на Марс и другие планеты Солнечной системы, а также к другим звездам.
Если эта технология покажет свою работоспособность, на ее основе можно будет создать рабочую двигательную установку, которая позволит доставлять астронавтов на Марс за несколько недель, считают ученые.
Напомним, компания SpaceX, руководителем которой является Илон Маск, планирует свести с орбиты большое количество спутников Starlink. Они вернутся в атмосферу и безопасно сгорят в ней.
Ознакомьтесь с другими популярными материалами:
Ученые нашли место на Марсе, где могла существовать жизнь
Лунные и солнечные затмения в 2024 году: когда ждать и увидят ли их украинцы
Ученые нашли почти 20 уникальных космических явлений: опасны ли они
По материалам Universe Today
