Материалы портала «Научная Россия»

Лазерный двигатель для космических кораблей

Лазерный двигатель для космических кораблей
Российские ученые провели успешные испытания модели лазерного реактивного двигателя, об этом написал портал EurekAlert! со ссылкой на публикацию Applied Optics.

Сотрудники НИИ комплексных испытаний оптико-электронных приборов при участии коллег из Института лазерной физики РАН и ФТИ им. А.Ф. Иоффе, а также из Национальной аэрокосмической лаборатории Японии, создали небольшую модель космического корабля, — весом всего 200 г, — способного летать по лазерному лучу.

После анализа нескольких вариантов создания лазерного реактивного двигателя (ЛРД), инженеры выбрали систему лазерной абляции, т.е. удаления вещества с поверхности лазерным импульсом — при контакте лазера с рабочим веществом это последнее испаряется и образует плазму, а разогретая плазма на большой скорости вылетает через сопло двигателя, что создает реактивную тягу. В качестве рабочего тела наилучшим образом себя показал полиформальдегид (на втором месте был поливинилхлорид).

Сами лазерные установки будут располагаться на Земле или на орбите. В космосе лазеры будут получать энергию от солнечных батарей. Ученые полагают, что такая система будет достаточно надежной и долговечной. Впрочем, стоит помнить, что в космосе луч хотя и распространяется без поглощения, но с увеличением расстояния увеличивается его диаметр, что создает очевидную проблему, учитывая конструкцию двигателя.

Исследования показывают, что лазерный реактивный двигатель имеет гораздо больший КПД в сравнении с современными жидкостными и твердотопливными системами, кроме того существенно сокращаются затраты топлива.

Ведущий сотрудник проекта В. В. Степанов рассказал, каким образом он и его коллеги обошли эту проблему: «Мы придумали очень интересную конструкцию. В нашей модели не одно, а два зеркала. Они нужны для того, чтобы корабль мог лететь навстречу световому лучу. Это очень важно: лазерный луч в такой конструкции не рассеивается на продуктах испарения материала. Первое зеркало выглядит очень необычно: оно похоже на гладко отполированный острый шпиль. Луч лазера падает на него и, отражаясь, собирается на другом зеркале, которое надето на широкую часть шпиля как обод на ступицу колеса. Это зеркало концентрирует собранный свет в камере, в которой расположено испаряемое вещество».

Разработчики считают, что такая система позволит не только выводить летательные аппараты на околоземную орбиту, но и совершать полеты по маршруту Земля-Луна и обратно. Эту же технологию можно применить для дополнительного ускорения сверхзвуковых летательных аппаратов, что позволит достичь значения числа Маха до 10 и более. Вопрос остается за созданием достаточно мощного лазера с достаточно тонким лучом.

«Для того, чтобы с помощью лазера выводить в космос аппараты, он должен быть способен хотя бы полчаса давать стабильный луч мощностью более 1 МВт. Сейчас такие лазеры разрабатываются. Кто первым его сделает, тот и полетит в космос по лазерному лучу. Задача осложняется тем, что подобные лазеры, тем более, расположенные на околоземной орбите, представляют собой элемент системы противоракетной обороны и их разработка подпадает под действие соответствующих международных договоров», — сказал автор исследования и руководитель проекта Юрий Резников.

космические полеты лазерный двигатель система лазерной абляции

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий