АО ГНЦ "Центр Келдыша", входящее в государственную корпорацию "Роскосмос" успешно завершило разработку и испытания двух плазменных двигателей высокой мощности, работающих на криптоне и ксеноне.
Работы были выполнены в тесном сотрудничестве с АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ" по заказу государственной корпорации "Росатом". Новые двигатели станут ключевым элементом перспективных транспортно-энергетических модулей, способных обеспечить межпланетные перелеты, включая миссии к Луне, Марсу и дальним объектам Солнечной системы.
Первый двигатель КМ-50М был разработан с применением современной технологии магнитного экранирования, что обеспечивает ресурс его работы свыше 20 тысяч часов. Среди двигателей такого типа КМ-50М обладает рекордными характеристиками. При мощности 50 кВт на ксеноне тяга составляет 1,5 Н с удельным импульсом 3800 с, а на криптоне тяга составляет 1,6 Н с удельным импульсом 4200 с. Двигатель КМ-50М прошел успешные огневые испытания в вакуумной камере в составе модуля из четырех двигателей, что стало важным подтверждением его готовности к кластерному применению.
Второй двигатель ИД-750 демонстрирует еще более впечатляющие показатели. При мощности 80 кВт скорость истечения плазмы в зависимости от рабочего тела составляет от 80 до 100 километров в секунду, а применение углеродных композитов в качестве материала системы ускорения ионов обеспечивает ресурс работы двигателя свыше 50 тысяч часов. Испытания модуля из трех таких двигателей доказали стабильность и надежность работы в условиях, максимально приближенных к космическим.
Оба разработанных двигателя работают на ксеноне и криптоне. Эти инертные газы идеально подходят для длительного хранения и эксплуатации в космическом пространстве.
Для работы таких плазменных двигателей требуется мощный и компактный источник энергии. АО ГНЦ "Центр Келдыша" достигло значительных результатов в разработке системы преобразования тепловой энергии ядерного реактора в электрическую. Она построена на основе высокооборотной турбины с частотой вращения 60 тысяч оборотов в минуту и температурой газа на входе 1200 К с применением бесконтактных подшипников. Эти решения позволяют относительно компактному реактору выдавать необходимую мощность для питания маршевых плазменных двигателей, что является ключевым условием при подготовке дальних космических экспедиций.
Применение новых двигателей позволит значительно увеличить массу доставляемого полезного груза, сократить сроки межпланетных перелетов и сделать возможной реализацию проектов по созданию орбитальных буксиров, добыче гелия-3 на Луне и развитию коммерческих направлений, включая космический туризм. Важно отметить, что переход от химических двигателей к плазменным открывает новые горизонты и придает проектам межпланетного освоения коммерческую привлекательность.
