В рамках стратегического развития космической отрасли Россия приступила к реализации амбициозного проекта по созданию безэлектродного плазменного двигателя, который обещает совершить революцию в освоении дальнего космоса. Как сообщил директор направления научно-технических исследований и разработок Госкорпорации «Росатом» Виктор Ильгисонис на полях XXI Всероссийской конференции «Диагностика высокотемпературной плазмы», в рамках федерального проекта завершение всей разработки планируется к 2030 году. Этот срок является определяющим для федерального проекта, в контексте которого ведется работа. Уже сегодня инженерами Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» разработан функционирующий прототип такой силовой установки, полным ходом идут лабораторные исследования.
Концепция двигателя родилась из многолетних наработок в области термоядерной физики, что позволило применить уникальные знания о поведении высокотемпературной плазмы . Принципиальное отличие новой разработки от существующих аналогов заключается в отсутствии электродов, которые традиционно являются слабым звеном плазменных двигателей, поскольку со временем изнашиваются и перегорают. Исключение этого элемента конструкции позволяет говорить о существенном повышении ресурса работы и общей надежности установки, что критически важно для длительных космических миссий, где возможность ремонта или замены отсутствует. Рабочее тело в таком двигателе нагревается за счет высокочастотного воздействия, в результате чего плазма покидает двигатель с исключительно высокой скоростью, обеспечивая высокий удельный импульс. Этот ключевой параметр, показывающий эффективность двигателя – то есть, насколько большую тягу он дает на единицу расходуемого топлива – является практически вдвое более высоким по сравнению с традиционными жидкостными двигателями, несмотря на меньшую тягу.
Для дальнейшего продвижения проекта в Курчатовском институте ведется строительство специализированного испытательного стенда. Он должен стать площадкой для отработки различных моделей двигателя в контролируемых условиях, максимально приближенных к космическим . Стенд является важнейшим звеном в цепочке подготовки технологии к практическому применению. Как отмечают специалисты, прототип установки потребляет значительное количество энергии – до 150 киловатт, что указывает на необходимость интеграции с мощным бортовым источником энергии. Оптимальный кандидат — ядерный реактор. Именно такое сочетание – перспективная силовая и энергетическая установки – могут обеспечить России лидирующие позиции в освоении космического пространства. Президент Курчатовского института Михаил Ковальчук образно описал текущую ситуацию в космонавтике, сравнив полеты с путешествием Мюнхгаузена на ядре, когда аппарат разгоняется за короткое время и далее движется по баллистической траектории. Новые же двигатели дают возможность активного маневрирования: «подплыть» к Луне, астероиду, приземлиться, войти, сесть .
Потенциал безэлектродного плазменного двигателя в первую очередь связан с перспективами освоения дальнего космоса. По оценкам экспертов, оснащенные такими СУ космические корабли смогут достигать Марса не за шесть-восемь месяцев, как в текущих проектах, а всего за 40 дней, по другим оценкам – за один-два месяца . Сокращение времени в пути не только повышает эффективность миссий, но и критически важно с точки зрения безопасности экипажа, поскольку уменьшает период пребывания людей под воздействием опасной космической радиации . Кроме Марса, двигатель открывает возможности для полетов к астероидам и другим планетам Солнечной системы, а также для регулярного обмена грузами между Землей и Луной. В апреле 2025 года Роскосмос и Курчатовский институт подписали соглашение о стратегическом сотрудничестве по реализации ядерной космической программы в рамках нового федерального проекта «Космический атом», что еще раз подчеркивает системный подход к развитию этих технологий.
Работы в этом направлении имеют глубокие исторические корни. Нынешние разработки восходят к результатам исследований 60–70-х годов прошлого века, когда на базе Курчатовского института была создана серия плазменных двигателей для межпланетных зондов и спутников . Нынешний прототип основан на идее, предложенной советским физиком Алексеем Морозовом в XX веке . Таким образом, современные инженеры опираются на солидный научный задел. Параллельно в учреждениях Росатома ведутся собственные исследования. Так, в Троицком институте был разработан лабораторный прототип двигателя на основе магнитоплазменного ускорителя, способного, по расчетам, разгонять частицы до скорости 100 км/с . Для его испытаний уже смонтирована уникальная вакуумная камера диаметром 4 метра и длиной 14 метров, где воспроизводятся условия космического пространства . Ожидается, что летный образец силовой установки появится в 2030 году, а его тяга составит порядка 6 Н, что является высоким показателем для данного класса двигателей. Обе разработки – и Курчатовского , и Троицкого институтов – являются "фрагментами" общего прорывного направления, которое может изменить правила игры в космической отрасли. Создание безэлектродного плазменного двигателя к 2030 году – это не просто выполнение очередного технического задания, а стратегический шаг к тому, чтобы, по словам Михаила Ковальчука, Россия стала в технологическом отношении «хозяином космоса».
|
□