На другие планеты с плазменным двигателем

Применение мощных плазменных двигателей в составе ядерной энергетической двигательной установки (ЯЭДУ) позволит создать космический корабль нового поколения с широкими возможностями, считает начальник отдела электрофизики Исследовательского центра имени М.В. Келдыша, профессор факультета аэрофизики и космических исследований МФТИ Олег Горшков.

"В ионном двигателе поступающее в него рабочее тело (инертный газ ксенон) сначала ионизируется, затем положительно заряженные частицы (положительные ионы ксенона) ускоряются в электростатическом поле до заданной скорости и создают тягу, покидая двигатель. Использовать ЯЭДУ с ионными двигателями можно на межорбитальном многоразовом буксире. К примеру, возить грузы между низкими и высокими орбитами, осуществлять полеты к астероидам. Можно создать многоразовый лунный буксир или отправить экспедицию на Марс", - сказал Горшков РИА Новости.

Проект ориентирован на осуществление масштабных программ по изучению и освоению космического пространства, включая в перспективе обеспечение пилотируемой экспедиции на Марс, осуществление межпланетных перелетов, создание и эксплуатацию межпланетных станций.

Идея о применении ядерной энергии в космосе не нова, решение о разработке космических ядерных систем в СССР в 60-е годы принимали еще академики Келдыш, Курчатов и Королев.

Разработки велись не только в России, но и в США. На орбитах работало немало спутников, оснащенных ядерными энергоустановками малой мощности. В настоящее время действуют разработанные под эгидой ООН международные договоренности о применении ядерных источников энергии в космосе.

В частности, устанавливается высота так называемой радиационно-безопасной орбиты. Естественно обсуждаемый проект космического корабля с ЯЭДУ выполняется в строгом соответствии с соответствующими документами ООН.

Одним из возможных кандидатов из числа плазменных двигателей, пригодных для использования в составе ЯЭДУ, является ионный двигатель, опытный образец которого уже создан в Центре им. Келдыша.

Ученый напомнил, что активные работы по ионным двигателям велись в СССР в 60 -70 годах.

"В 90-х годах 20-го века мы в Центре Келдыша возобновили работы по ионным двигателям. Сейчас должна быть создана новая кооперация для такого мощного проекта. Уже есть прототип ионного двигателя, на котором можно отрабатывать основные технологические и конструктивные решения. А штатные изделия еще нужно создавать. У нас срок определен - к 2018 году изделие должно быть готово к летным испытаниям, а к 2015 году должна быть завершена основная отработка двигателя. Дальше - ресурсные испытания и испытания всего агрегата в целом", - отметил он.

"Ресурсные испытания ионных двигателей мы не проводили, отрабатывались в основном те или иные режимы работы двигателя при использовании различных рабочих тел - ксенон, криптон, аргон. В направлении ионных двигателей работают почти все промышленно развитые страны, имеющие свои космические программы. В этом направлении достаточно много разработок в мире", - добавил он.

По его словам, заданный ресурс ионного двигателя - 50 тысяч часов, что составляет более пяти лет непрерывной работы.

Синтезирован органический металл на основе фуллерена

Ученые из Института проблем химической физики РАН, Института физики твёрдого тела РАН, Киотского университета и Университета Мейджо (оба - Япония) синтезировали органический металл на основе фуллерена C60.

Молекулы фуллеренов, напомним, представляют собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из атомов углерода. Фуллерен C60 напоминает футбольный мяч, поверхность которого образована углеродными шести- и пятиугольниками.

Химики уже создавали фуллеренсодержащие кристаллы с металлическими свойствами, но обойтись без ионов металла им не удавалось. Авторы работы постарались обойти это ограничение и использовать только атомы углерода, водорода и азота.

Для получения кристаллов необходимы органические катионы, крупные нейтральные органические молекулы, которые будут обеспечивать корректное расположение отдельных «блоков» в кристаллической структуре, и, разумеется, анионы фуллерена. Учёные остановили свой выбор на катионах N-метилдиазабициклооктана (MDABCO+) и нейтральном триптицене (TPC), структурно напоминающем трёхлопастной пропеллер.

Синтезированные кристаллы (MDABCO+)•(C60•-)•TPC имели чёрный цвет и форму гексагональных призм довольно больших размеров - до 0,5×2×2 мм³. Проводящие слои фуллерена в них чередуются со слоями двух других компонентов, причём металлические свойства, что очень необычно, сохраняются даже при охлаждении до 1,9 К.

По мнению исследователей, при варьировании используемых компонентов можно создать ещё более интересные кристаллы, которые будут обладать сверхпроводниковыми характеристиками.