Verslag: Goede oude ruimteraketten

Op 30 augustus kondigde SpaceX aan dat de SES-2016-satelliet aan het einde van 9 jaar de ruimte in zal worden gelanceerd met behulp van een gebruikte en gerenoveerde rakettrap Falcon 10. Twee dagen later, op 1 september, explodeerde een andere SpaceX-raket, een Falcon 9, op Cape Canaveral Dus de stemming verandert - van enthousiasme naar twijfel.

"Wij geloven dat herbruikbare raketten een nieuw tijdperk van buitenaardse vluchten zullen inluiden en de toegang tot de ruimte vergemakkelijken, zowel qua kosten als qua lanceringsdatum," vertelde Martin Halliwell van SES aan verslaggevers. Hier bezit hij een satelliet die met een gebruikte raket zal worden gelanceerd. En aangezien SES als eerste gebruik zal maken van de “scrapped rocket”-service, krijgen ze een speciale korting…

Falcon 9-uitbarsting bij Cape Canaveral

Op Twitter heeft SpaceX aangekondigd dat: SES-10 wordt op 8 april 8 gelanceerd door de CRS-2016-missie. De eerste etappe landde op het autonome schip OCISLY in de Stille Oceaan. De SES-5,3-satelliet met een gewicht van 10 ton werd gebouwd door Airbus Defence and Space op basis van het Eurostar E3000-platform. Het heeft een hybride voortstuwingssysteem: chemisch voor initiële orbitale lift en sommige orbitale manoeuvres, en elektrisch (ionisch) alleen voor orbitale manoeuvres. Dit is de eerste SES-satelliet die volledig is gewijd aan missies in Latijns-Amerika.

Maar nu zullen deze plannen, zoals alle veelbelovende samenwerkingen, echter in twijfel worden getrokken. De explosie van een Falcon 9-raket op het platform tijdens het tanken (hoewel de oorzaken nog niet zijn opgehelderd en er vreemde theorieën zijn over schoten op de plaats van het ongeval, en zelfs iets dat iets zegt over de vermeende aanwezigheid van een UFO-object in de buurt) zeker werd een imagostoot voor het bedrijf van Elon Musk. Meestal stellen dergelijke evenementen de dichtstbijzijnde plannen uit.

De ramp viel samen met een andere aankondiging - de lancering van een enorme SpaceX-raket in de ruimte, Falcon Heavydie in het najaar van 2016 of uiterlijk in het voorjaar van 2017 zou plaatsvinden. Deze zware draagraket is al enkele jaren in het ontwerp. Het ontwerp is gebaseerd op de eerste trap van de Falcon 9 v.1.1 FT-raket, die ook de eerste trap van de Falcon Heavy zal zijn, aangevuld met twee hulpmotoren, die een wijziging van deze trap zijn. Dankzij deze oplossing zullen de eigenschappen van de raket aanzienlijk toenemen, waardoor het mogelijk wordt een nuttige lading te leveren met een gewicht tot 53 ton (Falcon 9 op zijn krachtigst biedt tot 22,8 t). Als deze lancering echt plaatsvindt, zal het zwaarste draagraket (alleen de Saturnus-XNUMX van het Apollo-maanprogramma en de Sovjet Energia-raket in de geschiedenis) worden gebruikt - alleen een door NASA gebouwd exemplaar zal grotere mogelijkheden hebben. Maar zelfs in dit geval waren er twijfels na het ongeval in Florida.

De explosie betekent grote PR en financiële verliezen voor SpaceX. Lanceringen van Falcon 9-raketten zullen waarschijnlijk enige tijd worden opgeschort, in ieder geval totdat de oorzaak van de crash bekend is. Aan de andere kant zou volgend jaar een bemande vlucht van de Dragon 2-capsule met de Falcon 9R-raket plaatsvinden. NASA zal waarschijnlijk niet willen wachten. Hij wil zo snel mogelijk af van de afhankelijkheid van de Russische Sojoez voor zijn ruimteprogramma. In de praktijk concurreert SpaceX daarmee met de Russen, waardoor het promoten van de raket van Musk een politieke kwestie wordt.

Falcon 9 op binnenschip na landing

Na mislukte pogingen - grote tevredenheid

Voor de explosie in september moeten ze het nieuws van vorig jaar zijn geweest en een grote technologische doorbraak zijn geweest. succesvolle landingen van de belangrijkste secties van SpaceX-raketten. Dit "herstel" heeft de afgelopen maanden de wereld van de ruimtetechnologie doorgemaakt. "Uiteindelijk!" - Elon Musk kon zeggen dat hij er deze winter in slaagde om het grootste deel van zijn raket naar de aarde te brengen, eerst naar Cape Canaveral en vervolgens naar een drijvend oceaanplatform (3). Deze laatste prestatie heeft de ruimtewetenschapswereld bijna gek gemaakt voor SpaceX. Omdat landen op het land, wat er te verbergen is, op de een of andere manier de prestatie van de raket herhaalde. Nieuwe Shepard vervaardigd door Jeff Bezos, de baas van Amazon, sinds november vorig jaar. In zekere zin, omdat de Falcon 9 een volwaardige ruimteraket is en het product van Bezos een compacter voertuig is voor suborbitale vluchten. En in het geval van onbemande missies zijn raketten het duurste onderdeel van het project.

Zelfs Musk zelf noemde de landing op Cape Canaveral niet iets bijzonders. Het belangrijkste doel was om een ​​terugkerende SpaceX-raket op een drijvend platform te laten landen. Dit is al vele maanden uitgeprobeerd en getest. Twee benaderingen sinds 2015 hebben gefaald. De eerste keer explodeerde de raket, en de tweede keer was het mogelijk om de raket op het schip te zetten, maar deze sloeg meteen om.

Een van de mislukte Falcon 9-landingen op een offshore-platform

Tot op heden heeft SpaceX al verschillende succesvolle lanceringen en landingen van zijn raketten gemaakt. Het bedrijf is momenteel van plan gelijktijdig instappen van maximaal drie deelnemers tegelijk, zowel op autonome schepen als op het land. In het laatste geval, om alle drie de delen van een grote Falcon Heavy-raket op te tillen, heb je drie landingsplaatsen nodig op de militaire vliegbasis op SpaceX Cape Canaveral. Om deze reden zou het bedrijf willen dat de Amerikaanse regering toestemming geeft voor de bouw van nog twee andere naast de bestaande. Elon Musk legde op Twitter uit dat de hulpmotoren van de raket bijna gelijktijdig zullen landen en dat de eerste trap met een kleine vertraging zal landen.

Bezos denkt aan toerisme

De eerder genoemde succesvolle landingspoging van een ander e-business wonderkind, Jeff Bezos, vond plaats op 23 november 2015. Zijn bedrijf Blue Origin testte het suborbitale ruimtevaartuig New Shepard. De raket werd gelanceerd vanuit een onderzoekscentrum in Van Horn, Texas. Tijdens de testvlucht bereikte hij een hoogte van 100,5 km, wat betekent dat hij de denkbeeldige grens van de ruimte overschrijdt. In de toekomst zullen mensen hierdoor ongeveer 4 minuten kunnen ervaren. toestand van gewichtloosheid.

Na een korte vlucht landde de New Shepard passagierscapsule met parachutes in de woestijn. Daarna keerde de raket terug naar de aarde en vertraagde hij zijn val met raketmotoren, totdat hij een snelheid van ongeveer 7 km / u bereikte aan de oppervlakte. In juni 2016 had Blue Origin vier succesvolle landingen van zijn raket gemaakt.

Het bedrijf van Bezos maakt, in tegenstelling tot SpaceX, niet veel lawaai, maar dat betekent niet dat het niet erg succesvol is. Blue Origin is momenteel van plan om zes New Shepard-raketten te bouwen. Elk van hen zal zes passagiers 100 km boven het aardoppervlak kunnen tillen, waar ze een paar minuten de staat van gewichtloosheid en prachtige uitzichten kunnen ervaren die voorheen bedoeld waren voor astronauten. Volgend jaar wordt er getest met piloten en als alles goed gaat, kunnen de eerste klanten al in 2018 op ruimtereis. De ticketprijs is nog niet bekend, maar er kan vanuit worden gegaan dat deze binnen zal fluctueren 250 duizend dollar – zo wil een ander bekend bedrijf dat civiele ruimtevluchten plant, Virgin Galactic, reizen op SpaceShip Two.

Experts: overdreven optimisme

SpaceX zou herbruikbare Falcon 9-vluchten kunnen aanbieden voor $ 37 miljoen, volgens het tijdschrift en de portal van SpaceNews. Experts geloven dat de prijs inderdaad bijna 48 miljoen zal bedragen bij de lancering, wat hogere winsten voor SpaceX betekent. De berekeningen omvatten het minstens vijftien keer gebruiken van dezelfde Falcon 9-raket, wat fantastisch klinkt, maar de mensen van Musk zeggen dat de eerste trap geschikt is voor honderd keer gebruik.

Dit optimisme dempt enigszins de herinnering aan NASA's ervaring met haar. ракета SRB. Ondanks vele jaren testen en vele vluchten is het niet gelukt om volledig hergebruik te realiseren. Een soortgelijk probleem deed zich voor met KMO-motoren (). Hoewel ze oorspronkelijk waren ontworpen voor 55 lanceringen, ontdekten ze na elke vlucht fouten die dure reparaties vereisten. Uiteindelijk bleek dat de vervangbare SSME- en SRB-modellen een goedkopere oplossing zouden zijn voor laagfrequente spaceshuttle-missies.

Volgens de auteurs van SpaceNews kan het hergebruik van raketten paradoxaal genoeg de kosten van SpaceX verhogen. De huidige relatief lage kosten van de raket hangen samen met de assemblage van Merlin-motoren. Als de vraag ernaar echter afneemt, zal hun eenheidsprijs stijgen (vaste kosten maken een zeer groot deel uit van de prijs van elke motor), en de besparingen kunnen veel minder zijn dan we verwachten.

Dit probleem kan worden opgelost door de frequentie van vluchten te verhogen - om het huidige productietempo van raketten te behouden en tegelijkertijd geld te verdienen met vluchten op gebruikte raketten (die van tijd tot tijd zullen vallen, verslijten, enz. ). Om dit te doen, moet u echter de prijzen verlagen om de meeste vluchten van uw concurrenten weg te nemen. Geschat wordt dat om SpaceX de huidige prestaties te laten behouden, maar toch de Falcons 9 volledig te kunnen benutten, de frequentie van vluchten 35-40 per jaar zou moeten bedragen. Het is waar dat er een internationale markt is voor zoveel vluchten, maar die is verdeeld over een paar bedrijven die niet passief zullen wachten tot SpaceX verhuist.

Naast de eerste trap van de raket is SpaceX van plan om ook te herstellen bagagehoezen. Hoewel ze niet bijzonder duur zijn, zijn ze tijdrovend om te produceren en vergen ze veel inspanning om ze te versnellen. Vanuit economisch oogpunt is de restauratie van ladingschilden dan ook zinvol. Ze zeggen dat SpaceX zal proberen een soort zweefvliegtuigen te maken van vrachtschilden die zachtjes in de oceaan zouden landen, vanwaar ze vervolgens werden gevangen (SpaceX heeft hier al een apart schip voor - GO-zoeker).

Musk spant... spieren. Anderen, zoals we al hebben vermeld, dommelen helemaal niet. In april van dit jaar hebben de makers van de nieuwe raket Ariane 6 aangekondigd dat hun ontwerp hoger zou zijn dan de prijs die SpaceX biedt per kilogram nuttige lading die in een baan om de aarde wordt gebracht. De nieuwe Ariane moet in 2020 klaar zijn om te vliegen. Vertegenwoordigers van Airbus Safran Launchers (ASL), de belangrijkste aandeelhouder van het Europese consortium Arianespace, kondigen zelfs twee versies van deze raket aan. Ariane 62 zal naar verwachting in staat zijn om een ​​satelliet van vijf ton in een geostationaire baan om de aarde te brengen, en Ariane 64, met vier hulpmotoren, zal 10,50 ton leveren in een baan die typisch is voor commerciële telecommunicatiesatellieten.

De prijs per satellietkilo zal naar verwachting 40-50% lager zijn dan de huidige Ariane 5. Het nieuwe model moet twee keer zo krachtig zijn als de Falcon 9 en minder dan twee keer zo duur. Natuurlijk lijken de berekeningen van het consortium rekening te houden met wegwerpapparatuur, niet met het verwijderen van raketten.

Klein...veelbelovend

De ontwikkeling van rakettechnologie bevindt zich ook op een minder indrukwekkend pad dan de enorme raketten van NASA of SpaceX. Dit betekent niet dat het minder interessant is. Op de European Space Solutions-conferentie in Den Haag in juni werd het concept aangekondigd om een ​​technologie te ontwikkelen voor een kleine raket die 50 kg kan afleveren in een lage baan om de aarde.

Het in het kader van het Horizon 2020-programma uitgevoerde project kreeg de naam GLIMLACH (). Binnen SMILE (6), zal een nieuwe kleine lanceringsraket worden ontwikkeld, mogelijk hybride, grotendeels herstelbaar, met automatische productie van verschillende componenten. Alles moet zo worden ontworpen dat het goedkoop en gebruiksvriendelijk is. Het is de bedoeling om gebruik te maken van reeds op de markt beschikbare elektronica en gebruik te maken van 3D-printtechnologie.

De kostprijs van het project bedraagt ​​4 miljoen euro. Het zal in 2018 worden voltooid. Het wordt uitgevoerd door veertien partners uit acht landen: België, Denemarken, Griekenland, Spanje, Nederland, Duitsland, Noorwegen en Roemenië. SMILE kan op de markt komen omdat grotere raketsystemen niet in staat zullen zijn om kleine ladingen tegen lage kosten te leveren. Als het project succesvol is, is er een kans om een ​​nieuw Europees draagraket te bouwen dat aan veel behoeften kan voldoen, niet alleen van de landen van ons continent.

China laat zich niet vergeten

Eerste lancering van China's Long March 7-raket

Nieuwe raketprojecten zijn niet beperkt tot het Westen. Een paar maanden geleden werd de raket met succes gelanceerd 7 Grote Maart (Zhang Zheng 7). Het zou de basis moeten worden van het hele Chinese ruimteverkenningsprogramma. Formeel was het doel van de lancering, die plaatsvond vanaf het nieuwste Chinese Wenchang-kosmodrome op het eiland Hainan in het zuiden van China, om een ​​prototype van een nieuwe bemande capsule in een baan om de aarde te lanceren - daar werden ook verschillende kleine satellieten afgeleverd.

De Long March 7 is 53 meter lang en weegt 658 ton. Het is in staat om 13,5 ton vracht naar een lage baan om de aarde te brengen. Het zal uiteindelijk zowel bemande als onbemande schepen hebben, waardoor de opstand kan Chinees ruimtestationm, die naar verwachting in 2022 wordt voltooid.

De nieuwe Chinese ruimtehaven Wenchang ligt als eerste in zijn soort niet verborgen in moeilijk bereikbare uithoeken van het land, maar ligt op een populair tropisch eiland niet ver van de zeekust. Dankzij dit konden kijkers, voor wie acht observatieplatforms waren geïnstalleerd, live meekijken naar de eerste lancering van Long March 7. Volgens experts is dit het bewijs dat het Chinese ruimteprogramma al een zeer hoog niveau van uptime heeft bereikt en de autoriteiten hebben maakte zich geen zorgen meer over de noodzaak om eventuele crashes te verbergen.

Een reeks impulsen en problemen

Een verliezende reeks in voorraadbevoorrading Internationaal ruimtestation ISS, die sinds 1998 in een baan om de aarde draait, begon eind oktober 2014. Enkele ogenblikken na de start van de CRS-3 / OrB-3 missie met een privéschip Cygnus toen explodeerden de motoren van de eerste trap van de raket Antares. In de zomer van 2015 explodeerde een Falcon-raket met voorraden naar het ISS kort na het opstijgen. We hebben weer een explosie in september 2016.

Het zou beter zijn voor SpaceX en het hele Amerikaanse ruimteprogramma als de oorzaken van terugkerende ongevallen zo snel mogelijk worden gevonden. Particuliere bedrijven zijn erg belangrijk in de plannen van NASA. Tegen 2017 moet het vervoer van mensen naar het internationale ruimtestation worden uitgevoerd door particuliere bedrijven - SpaceX en Boeing. Bijna $ 7 miljard aan NASA-contracten zijn bedoeld om space shuttles te vervangen die in 2011 uit bedrijf zijn genomen en onafhankelijk te worden van de Russen en hun Sojoez, die destijds het monopolie hadden om mensen naar het ISS te sturen.

De keuze van Elon Musk voor SpaceX, dat sinds 2012 raketten en schepen aan het station levert, kwam niet als een verrassing. Het ontwerp van de bemanningscapsule is bekend. DragonX V2, door dit bedrijf, dat plaats zou moeten bieden aan maximaal zeven personen. Tests en de eerste bemande vlucht waren gepland tot 2017. Het grootste deel van de 6,8 miljard dollar (SpaceX zou "slechts" 2,6 miljard dollar moeten krijgen) gaat echter naar Boeing, dat samenwerkt met Blue Origin van Jeff Bezos. Boeing ontwikkelingscapsule - (KST) -100 - accepteert ook maximaal zeven personen. Boeing zou de BE-3-raketten van Blue Origin of de Falcons van SpaceX kunnen gebruiken.

Ruimtelanceringssysteem - NASA-infographics

Natuurlijk willen de Russen dit niet alleen om financiële redenen blijven doen. Zelf hebben ze de afgelopen jaren echter veel ruimtegebreken geregistreerd. Afgelopen zomer, kort nadat ze waren opgestegen vanaf de Baikonoer-kosmodrome, stortte hun raket neer op een hoogte van ongeveer 150 km boven de aarde. Proton-M, wiens taak het was om de Express-AM4R-telecommunicatiesatelliet in een baan om de aarde te lanceren. Het probleem ontstond negen minuten na het opstijgen, toen de derde trap van de raket werd gelanceerd. Het hoogtesysteem stortte in en de fragmenten vielen in Siberië, het Verre Oosten en de Stille Oceaan. Raket "Proton-M" faalde opnieuw. Eerder, in juli 2013, crashte ook dit model, waardoor de Russen drie navigatiesatellieten verloren ter waarde van zo'n 200 miljoen dollar. Kazachstan voerde vervolgens een tijdelijk verbod in op Proton-M vanaf zijn grondgebied. Nog eerder, in 2011, liep de Russische missie uit op een klinkende mislukking. Phobos-Grunt-sonde op een van de manen van Mars.

interplanetaire raket

De beschreven schermutselingen en problemen hebben betrekking op het opheffen van ladingen en mensen naar kleinere of verder weg gelegen banen rond de aarde. Andere ideeën dan raketten voor dergelijke activiteiten - zoals hybride vliegtuigen, shuttlevarianten, ruimteliften, enz. – niet werken of in het veld blijven. Wat betreft verdere escapades, we hebben nog steeds niets beters in handen. Het beste voorbeeld is bovenstaand project , SLS.

Gedurende enkele maanden werd de krachtigste raketmotor in de geschiedenis van tijd tot tijd afgevuurd in de woestijn van de Amerikaanse staat Utah. Het zal worden gebruikt in SLS-raketten die zijn ontworpen voor diepe ruimtevluchten. bemand ruimtevaartuig Orion en nog meer voertuigen te bouwen. Motor gemarkeerd als QM-1, is een uitgebreide versie van de motoren die worden gebruikt in het Space Shuttle-programma. Het bestaat echter uit vijf segmenten in plaats van vier zoals oudere ontwerpen. De in Utah geteste versie is bijna 47 meter lang, 3,66 meter in diameter en weegt 801 ton. De SLS-raket zal worden uitgerust met twee van dergelijke motoren en vier RS-25-motoren, waarvan de totale stuwkracht bijna 4 ton zal zijn. toon.

De eerste lancering van de SLS-raket zou in 2018 moeten plaatsvinden. Dit wordt de payload-versie. OKÉ. 70 ton. Uiteindelijk moet het uitgebreide systeem het zelfs mogelijk maken 130 ton lading in een baan om de aarde en verder, naar de maan en mogelijk Mars.

De SLS omvat, naast een krachtige raket, het reeds genoemde Orion bemande ruimtevaartuig en vele andere technologieën die verband houden met bekende oplossingen. Kortom, NASA wil terug naar zijn roots en gloriejaren door een raket te bouwen die lijkt op de Saturnus XNUMX uit het Apollo-programma.

Raketten zijn niet langer gemaakt van metaal

De ontwikkeling van rakettechnologie gaat op verschillende manieren. Een van de ontwikkelingsgebieden is: nieuwe, betere en lichtere materialen bouw ze. NASA voltooide de eerste reeks tests samengesteld materiaaldie in de toekomst zullen worden gebruikt om draagraketten te maken. Er werd een cilinder van drie meter van gemaakt. De constructie werd onderworpen aan een drukkracht die overeenkomt met het gewicht van een object met een gewicht van meer dan 400 ton om te testen hoeveel het kon dragen. Om tijdens het testen nauwkeurige gegevens te verkrijgen, was de cilinder uitgerust met duizenden sensoren en werd het hele proces gevolgd door camera's die met verschillende snelheden opnamen. Het is dankzij hen dat we kunnen zien hoe een enorme scheur eruit zag die onder invloed van het gewicht op het oppervlak van het materiaal verscheen.

Het uiteindelijke doel van NASA is om een ​​composietmateriaal te ontwikkelen waarmee raketten veel lichter en sterker kunnen worden gebouwd dan die van metaal. Met dergelijke voertuigen kan meer vracht de ruimte in worden vervoerd, inclusief water, voedsel en andere benodigdheden. Dit zou de uitvoering van plannen voor een bemande vlucht naar Mars vergemakkelijken.

De Russen ontwikkelden op hun beurt een nieuw soort keramisch materiaalwat handig kan zijn voor het bouwen van raketten. Bestand tegen temperaturen rond de 3 graden Celsius, veel meer dan de beste metaallegeringen die tegenwoordig worden gebruikt. Ingenieurs van Tomsk University zijn erin geslaagd om zo'n meerlaags materiaal te maken op basis van hafniumcarbide, zirkoniumdiboride en zirkoniumoxide.

De sterkte van het materiaal kan van cruciaal belang zijn voor ruimteraketten, omdat het de astronauten en de voertuigen zelf veel betere thermische schilden zal bieden dan voorheen om te beschermen tegen de hoge temperaturen die optreden bij terugkeer in de atmosfeer. De ontwikkelaars van het nieuwe materiaal hebben al aangekondigd dat ze samen met bureau Roskosmos gaan testen of het echt zo bestand is tegen hoge temperaturen als verwacht.

Wat is het volgende?

De snelste nu is het een object dat door een man in de ruimte is gelanceerd Geluid van Voyagerdie, dankzij het gebruik van gravitatielanceerinrichtingen van Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus, in staat was te versnellen tot 17 km / u. Dit is natuurlijk nog steeds enkele duizenden keren langzamer dan het licht, dat er bijvoorbeeld vier jaar over doet om de buurt van de dichtstbijzijnde ster te bereiken, de zon niet meegerekend, waaromheen, zoals we onlangs hebben vernomen, een planeet is vergelijkbaar met de baan om de aarde. Zo'n reis zou tijd kosten met Voyager. tienduizenden jaren. Dit is absoluut niet waar we het over hebben.

Dus als het gaat om voortstuwingstechnologie, hebben we nog veel werk te doen als we ergens verder willen gaan dan de dichtstbijzijnde lichamen in het zonnestelsel. En deze schijnbaar nabije reizen zijn nog steeds te lang. Om naar Mars en terug te vliegen, met een gunstige planetaire uitlijning, hebben we bijna 1500 dagen nodig. Klinkt niet erg bemoedigend...

We gebruiken het momenteel op grote schaal chemische aandrijving, dat wil zeggen, vloeibare waterstof en zuurstofraketten. De maximale snelheid die ermee bereikt kan worden is ca. 10 km / u. Als men ten volle zou kunnen profiteren van de zwaartekrachtseffecten in het zonnestelsel, inclusief de zon zelf, zou een schip met een chemische raketmotor zelfs meer dan 100 km / s. De relatief lagere snelheid van Voyager is te wijten aan het feit dat het nooit de bedoeling was om de maximale snelheid te bereiken. Hij gebruikte ook geen "naverbrander" met motoren tijdens planetaire zwaartekrachtassistenten. Maar zelfs als we deze 100 km/s zouden proberen, zou onze reis langer zijn enkele duizenden jaren.

Het is ongeveer tien keer efficiënter dan chemische raketmotoren. ionenaandrijving, d.w.z. raketmotoren, waarin de ionen versneld als gevolg van elektromagnetische interactie de dragerfactor zijn. Het werk aan deze oplossing begon in het midden van de vorige eeuw. In de eerste versies werd voor de aandrijving kwikdamp gebruikt. Het edelgas xenon wordt momenteel veel gebruikt.

De energie die gas uit de motor afgeeft, komt van een externe bron (zonnepanelen, een reactor die elektriciteit opwekt). Gasatomen worden omgezet in positieve ionen en vervolgens versneld door een elektrisch of magnetisch veld, met snelheden tot 36 km / u. De hoge snelheid van de uitgestoten factor leidt tot een hoge stuwkracht per massa-eenheid van de uitgestoten substantie. Vanwege het lage vermogen van het toevoersysteem is de massa van de uitgeworpen drager echter klein, wat de stuwkracht van de raket vermindert. Een schip uitgerust met een dergelijke motor beweegt met een lichte versnelling.

Daarom wordt er gewerkt aan ontwerpen om het vermogen van de ionenvoortstuwing te vergroten. De Europese ruimtevaartorganisatie ESA werkt aan HDLT - elektromagnetische ionenmotor:. Het maakt gebruik van het natuurlijke proces van optreden tussen plasmagebieden met verschillende kenmerken van twee elektrisch op elkaar inwerkende lagen - een fenomeen dat bijvoorbeeld bekend is van het noorderlicht. Amerikanen werken aan Variabele Puls Plasma Boegschroef, VASIMR. Daarin worden microgolfenergie en een magnetisch veld gebruikt om de werkvloeistof te verwarmen, te versnellen en te richten en zo stuwkracht te creëren.

Ionen elektrostatische motor: werd gebruikt om de Deep Space 1998-sonde aan te drijven die in 1 naar komeet Borrely werd gelanceerd. Een aandrijving die ontworpen is voor tweehonderd bedrijfsuren ging in de praktijk meer dan vijftig keer langer mee. hal motor op zijn beurt (een van de soorten ionenmotoren waarin gasionen worden versneld door een elektrisch veld) werd gebruikt in de SMART-1-sonde van de European Space Agency. Ionenmotoren dienen nu als de hoofdmotoren van het Japanse ruimtevaartuig Hayabusa en het Amerikaanse ruimtevaartuig Dawn in een baan om Ceres.

Dawn Ion Probe - Rendering

Ellen StofanHet hoofd van het NASA-onderzoeksteam gaf in een interview met NewScientist toe dat in de jaren '30 een reis naar Mars mogelijk wordt. De sleutel tot het succes van zo'n onderneming zal een ander NASA-project zijn - dat niet voor iedereen duidelijk verband houdt met een bemande expeditie naar de Rode Planeet. En toch herhalen de Amerikanen ijverig dat het moeilijk is om je een bemande vlucht naar Mars voor te stellen zonder een asteroïde te onderscheppen en in een baan om de maan te lanceren.

Door de onderschepping van de ruimterots zal de technologie worden getest Zonne-elektrische voortstuwing (SEP). De energie die wordt verkregen uit zonnepanelen wordt gebruikt om sterke elektromagnetische velden te creëren in de ionenmotor. Deze oplossing zorgt voor aanzienlijke besparingen, omdat het schip bij meer traditionele vaste raketmotoren een grote voorraad mee zou moeten nemen. De nieuwe methode is langzamer dan die van krachtige raketten, maar veel efficiënter. Dit moet echter worden getest op een echt zware lading, wat een kleine asteroïde kan zijn. De ontwikkelaars van de Mars-missie stellen voor dat ze eerst voorraden daarheen sturen en daarna zo snel mogelijk astronauten. Hun reis moet zo kort mogelijk zijn vanwege gevaarlijke straling in de interplanetaire ruimte.

Opdrukken met een laser

Amerikanen praten over ionenraketten. Enigszins verschillende manieren in hun conceptuele werk zijn Russische wetenschappers die voorstellen om het te gebruiken om raketten en ruimtevaartuigen te versnellen. hoge energie plasmastraal. Het plasma zal worden geproduceerd in een proces dat laserablatie wordt genoemd, d.w.z. verdamping van materiaal van het oppervlak van een vaste stof in een gas- of plasmatoestand, waarbij de vloeibare toestand wordt omzeild.

Het idee is om een ​​laser op de grond te gebruiken om naar het juiste punt in de structuur van een raket of schip te wijzen (11). Daar zal dankzij de enorme energie het voorbereide materiaal worden geablateerd en het resulterende hoogenergetische plasma zorgt voor stuwkracht in de goede richting. De uitvinders beweren dat kleine satellieten hierdoor kunnen versnellen tot tien keer de snelheid van het geluid.

Het probleem van de praktische implementatie van deze technologie is de noodzaak om extreem krachtige lasers op het aardoppervlak te gebruiken. En het gaat niet alleen om de kosten, het gaat ook om veiligheidsoverwegingen. Dit komt omdat dergelijke lasers alles op hun pad in de atmosfeer en in een baan om de aarde net zo effectief kunnen vernietigen als ze rijden.

nucleaire dromen

Ideeën gebruiken voor voortstuwing van ruimtevaartuigen nucleaire of zelfs thermonucleaire energie ze zijn zo oud als het ruimtetijdperk. Ze zijn nooit in de praktijk toegepast, wat duidelijk het niveau van hun realiteit laat zien. Onderzoekers en ontwerpers verliezen echter de hoop niet. Het Russische agentschap Rosatom werkt aan een project voor een nucleaire raketmotor die een ruimtevaartuig de ruimte in zou kunnen lanceren. Volgens de krant Izvestia heeft Rosatom het ontwerp van het reactorvat al ontwikkeld en een speciaal brandstofelement gecreëerd waarmee de motor in een breed temperatuurbereik kan werken.

Dit is een type raketmotor waarbij de warmtebron een kernreactor is. Het gas dat in de reactor wordt verwarmd, zet uit in het mondstuk en geeft momentum aan de raket. Het Roskosmos-bureau beweert dat het gebruik van deze technologie Rusland zal helpen de ruimte weer te veroveren. Testvluchten met de nieuwe motor beginnen al in 2025.

De Amerikaanse NASA werkt als onderdeel van het programma ook aan een kernmotorproject BOMEN (). Het ruimtevaartuig zou hier opstijgen op conventionele raketbrandstof, maar na een succesvolle orbitale lancering zou het ruimtevaartuig zijn reis voortzetten, aangedreven door kernenergie. NASA zegt dat het gebruik van deze technologie de tijd die nodig is om een ​​bemande missie naar Mars te lanceren aanzienlijk kan verkorten. Een nucleair aangedreven schip zou veel sneller bewegen en door de kleinere hoeveelheid raketbrandstof aan boord zouden meer astronauten kunnen worden vervoerd.

Er zijn, zoals altijd, ideeën om de voortstuwing van de ruimte te revolutioneren. Maar voorlopig, net als in de laatste decennia van het ruimtetijdperk, hebben we nog steeds voornamelijk chemische drijfgasraketten tot onze beschikking. In reële omstandigheden en bij het plannen van volgende missies, moet in de eerste plaats rekening worden gehouden met raketten met brandstof en oxidatiemiddel.