Когда мы полетим к Марсу на электротяге?

Гибридная миссия по забору и доставке на Землю грунта с Марса может оказаться много дешевле и несколько быстрее, полагают исследователи. Почему? — Из-за радикального снижения веса необходимого для экспедиции топлива, поскольку использование электрической тяги позволит резко увеличить скорость межпланетного аппарата.

«Шансы на то, что после 2020 года у нас будет надёжная технология, пригодная для миссии по доставке грунта с Марса, кажутся весьма высокими», — отмечает Вольфганг Зибольдт, физик из Германского центра авиации и космонавтики.

Химические ракеты позволили человеку выйти в космос и до сих пор надёжно служат ему: достаточно вспомнить недавнюю доставку Curiosity на Марс. Но их возможности ограничены, именно поэтому полёт на Красную планету длится больше полугода и нуждается в целом ряде гравитационных манёвров.

Один из первых ионных двигателей в качестве основного (маршевого) получил европейский SMART-1. (Здесь ниже иллюстрации ESA.)

Один из первых ионных двигателей в качестве основного (маршевого) получил европейский SMART-1. (Здесь ниже иллюстрации ESA.)

Как отмечает г-н Зибольдт, в случае если миссия к Марсу применит для разгона ионные двигатели, находясь на орбите Земли, где солнечный свет ещё достаточно интенсивен, её основной аппарат сможет обрести значительную скорость уже в самом начале путешествия. Учёный подчёркивает, что экономия на снижении массы ракетного топлива «с лихвой компенсирует рост массы от установки дополнительных солнечных батарей [необходимых для питания ионных двигателей]».

По предварительным расчётам специалистов центра, аппарат, несущий способный осуществить забор грунта марсоход, потребует всего 20 кВт мощности, что примерно равно энергетическим потребностям больших телекоммуникационных спутников, находящихся на геостационарной орбите Земли. Кроме того, меньшая масса такого КА даст возможность использовать для его вывода более дешёвый «Союз-ФГ», а не тяжёлый носитель «Ариан-5».



Миссия по доставке марсианского грунта на Землю потребует двух аппаратов — модуля-грунтозаборщика и возвращаемой ракеты.

Миссия по доставке марсианского грунта на Землю потребует двух аппаратов — модуля-грунтозаборщика и возвращаемой ракеты.

Впрочем, в публикации, появившейся в свежем номере Acta Astronautica, исследователь указывает и на некоторые сложности, связанные с организацией полёта к Марсу на электротяге. И дело не только в небольшом количестве «окон» в районе 2020 года (то есть моментов, когда полёт выгоден с логистической точки зрения). По опыту эксплуатации МКС известно, что чем больше площадь солнечных батарей в космосе, тем сильнее они страдают от ионизирующей радиации космических лучей. Очевидно, что для надёжного решения задач марсианской миссии потребуются более устойчивые к такого рода воздействиям фотоэлементы, которые также неплохо было бы сделать тоньше и легче существующих.

Подготовлено по материалам Astrobiology Magazine.