Российская космическая отрасль совершила масштабный прорыв, способный коренным образом изменить будущее межпланетных путешествий. Государственный научный центр «Центр Келдыша» завершил разработку и успешно провел испытания двух уникальных плазменных двигателей высокой мощности — КМ-50М и ИД-750. Эти установки, не имеющие на сегодняшний день мировых аналогов, предназначены для создания перспективных транспортно-энергетических модулей, которые станут основой для экспедиций к Луне, Марсу и другим объектам Солнечной системы.
Генеральный директор ГНЦ Владимир Кошлаков отметил, что создание этих двигателей подтверждает лидерство России в области электроракетных технологий. По его словам, новые установки могут стать основой для межорбитальных транспортных систем будущего, предназначенных для доставки грузов и экипажей в дальний космос. Это открывает перед отечественной космонавтикой беспрецедентные возможности для реализации самых амбициозных проектов.
Мы рассматриваем их как ключевое решение для доставки грузов и экспедиций на орбиту Луны, к Марсу и даже к дальним планетам Солнечной системы.
Оба двигателя относятся к классу электроракетных двигателей и работают на инертных газах — ксеноне и криптоне. Эти газы идеально подходят для длительного хранения и эксплуатации в условиях космического пространства, что критически важно для многомесячных и многолетних миссий . Однако каждый из двигателей обладает уникальными характеристиками и решает свои задачи.
Холловский двигатель КМ-50М создан с применением передовой технологии магнитного экранирования. Это обеспечивает ему колоссальный ресурс работы, превышающий 20 000 часов. На ксеноне он развивает тягу в 1,5 ньютона, а на криптоне — 1,6 ньютона, с удельным импульсом до 4200 секунд. Важным достижением стало успешное испытание модуля из четырех таких двигателей, что подтвердило готовность технологии к кластерному применению в составе мощных космических буксиров.
Ионный двигатель ИД-750 демонстрирует еще более впечатляющие показатели. Его ресурс оценивается в свыше 50 000 часов, что делает его одним из самых долговечных в мире. При мощности 80 кВт этот двигатель разгоняет плазму до скорости от 80 до 100 километров в секунду. Столь высокая скорость истечения реактивной струи открывает путь к межпланетным перелетам в сжатые сроки. Испытания модуля из трех двигателей ИД-750 доказали их стабильность и надежность в условиях, близких к космическим.
Для работы столь мощных и энергоемких двигателей требуется соответствующий источник энергии. Специалистами достигнуты значительные результаты в разработке компактной системы преобразования тепловой энергии ядерного реактора в электрическую. Эта система, построенная на основе высокооборотной турбины, способна выдавать необходимую мощность для питания маршевых плазменных двигателей, что является ключевым условием для подготовки дальних космических экспедиций . Создание эффективного транспортно-энергетического модуля на основе ядерной установки и плазменных двигателей является комплексной задачей, решаемой в тесном сотрудничестве с госкорпорацией «Росатом».
Применение новых двигателей позволит значительно увеличить массу доставляемого полезного груза, сократить сроки межпланетных перелетов.
Переход от традиционных химических двигателей к плазменным кардинально меняет экономику и возможности освоения космоса. Высокая эффективность (удельный импульс) новых двигателей позволит значительно увеличить массу полезного груза, который можно доставить к цели, либо сократить время в пути при той же массе. Это открывает дорогу для реализации проектов, которые ранее казались фантастикой: создание орбитальных буксиров для обслуживания спутников, добыча полезных ископаемых (например, гелия-3) на Луне и развитие коммерческого космического туризма.
Стоит отметить, что Россия имеет давние исторические традиции в области разработки плазменных двигателей. Первые испытания экспериментального электротермического двигателя проводились еще Валентином Глушко в 1929–1933 годах. А в 1964 году советский аппарат «Зонд-2» стал первым в мире космическим кораблем, использовавшим плазменные двигатели для ориентации в пространстве . Таким образом, нынешние разработки являются закономерным продолжением и развитием научной школы, основанной десятилетия назад.
В ближайшие годы планируется интеграция новых двигателей в перспективные космические аппараты . Успешное завершение этой работы позволит России не только сохранить лидерство в области передовых космических технологий, но и сделать решающий шаг на пути к долгосрочному и устойчивому освоению дальнего космоса, открыв новые горизонты для всего человечества.