Счита се, че двигателите с ефект на Хол – вид електростатичен ракетен двигател, използван в съвременните сателити – трябва да бъдат големи, за да се използват в космическите кораби. Но учени от САЩ твърдят, че това не е така: дори и малките двигатели на Хол са способни да генерират значителна тяга и могат да се използват за междупланетни полети.
„Досега хората считаха, че през камерата на маневрения реактивен двигател може да се пропусне много малък ток, което от своя страна означаваше, че от единица площ може да се генерира само ограничено количество тяга“, заяви Бенджамин Йорс от Мичиганския университет, ръководител на изследователската група.
Неговият екип отправя предизвикателство към това ограничение, като накара стандартен 9-киловатов двигател на Хол да работи с мощност 45 киловата и да запази около 80% от ефективността си. Това увеличава количеството енергия на единица площ почти 10 пъти.
Електрическите ракетни двигатели се смятат за най-обещаващия метод за междупланетно пътуване, но учените не са сигурни коя точно тяхна разновидност да изберат, пише Phys.org. Въпреки че двигателите с ефект на Хол са добре познати, има и друга идея – магнитоплазмодинамичен двигател, който е потенциално много по-мощен и е с по-малки размери, но засега той е тестван само в лабораториите, но не и на практика в космоса.
Общото мнение е, че двигателите с ефекта на Хол не могат да се конкурират с класическите ракетни двигатели поради принципа си на работа. Горивото, обикновено ксенонов газ, се движи през цилиндричен канал, където йоните му се ускоряват от мощно електростатично поле. Специална камера с форма на пръстен действа върху тях с променлива магнитна сила. Пръстенът генерира тяга в посока напред, докато двигателят се движи в посока назад. В резултат на това се получава тяга. Тази система обаче не може да използва твърде много работно тяло. Освен това двигателят се нагрява прекалено много.
Учените решиха проблема с нагряването чрез водно охлаждане и използване на по-лек газ – криптон – вместо ксенон. Това позволява по-висока плътност на тока. С общ коефициент на полезно действие от 51% учените са постигнали максимална тяга от 1,8 нютона, което е равностойно на много по-големия ракетен двигател X3 с мощност 100 kW.
Според разработчиците новите двигатели могат да работят както с мощност 100 kW, така и с 200 kW. Ако на един космически кораб има няколко десетки от тях, то те могат да се използват за междупланетни пилотирани мисии. Това би позволило на космическите мисии с екипаж на борда да достигнат за сравнително кратко време до Марс дори от далечната страна на Слънцето, изминавайки разстояние от 400 милиона километра.