Добыча полезных ископаемых в космосе
На пути к ядерной аэрокосмической технике: воздушно-реактивная летающая микроволновка
Цитирую отчет "Реактивный двигатель на СВЧ-воздушной плазме в атмосфере" от 5 мая 2020 года.
"...В этом отчете мы рассматриваем СВЧ-воздушно-плазменный реактивный
двигатель, использующий высокотемпературную плазму высокого давления,
создаваемую микроволновой ионизационной камерой с частотой 2,45 ГГц для
нагнетаемого сжатого воздуха. Мы предлагаем простой прототип плазменного
реактивного двигателя, который может создавать тягу примерно 10 Н при
мощности 400 Вт с расходом 0,5 л/с для воздушного потока, что
соответствует подъемной силе 28 Н/кВт и давлению струи 2,4×10^4 Н/м2.
При более высокой мощности микроволн или большем воздушном потоке могут
быть достигнуты тяговые силы и реактивное давление, сравнимые с таковыми
у реактивных двигателей коммерческих самолетов.
Наша экспериментальная установка включает
магнетрон мощностью 1 кВт на частоте 2,45 ГГц, циркулятор, плоский
волновод, игнитор и кварцевую трубку. Магнетрон является источником
микроволн, циркулятор используется для поглощения отраженных микроволн, а
тюнер с тремя шлейфами используется для оптимизации мощности внутри
камеры ионизации воздуха. Длина, ширина и высота волновода составляют
600 мм, 90 мм и 50 мм соответственно"*.
...Еще недавно атмосферные плазменные факелы выглядели, как игрушка...**
...Однако эксперты, занимавшиеся темой, с самого начала говорили, что при
некотором развитии, плазменные атмосферные двигатели смогут заменить
химические реактивные двигатели, применяемые для авэрокосмических
аппаратов. Теперь это выглядит уже вполне реальной перспективой.
Судя по приведенным в отчете данным о расходе воздуха и величине тяги,
скорость потока плазмы из сопла эксперментальной установки
около 15.000 м/с,
что примерно в 4 раза выше,
чем скорость потока газа из сопла ухимических ракет с наиболее эффективными составами
топливно-окислительной пары.
Для ракеты, способной выводить груз на орбиту, энерговооруженность должна составлять 400 КВт на тонну полетного веса.
У современных перспективных модульных мини-АЭС энерговоруженнотсть
достигает 1500 Квт на тонну. Таким образом, возможность обеспечить
необходимую мощность ЯЭУ для одноступенчатой ракеты с плазменным
атмосферным двигателем уже имеются.
Бонус: полная экологическая чистота плазменного выхлопа.