Na ruskom plazmovom motore bude let na Mars trvať len 2 mesiace

„V súčasnosti môže jednosmerný let na Mars na bežných motoroch trvať takmer rok, čo je pre astronautov nebezpečné kvôli kozmickému žiareniu a vystaveniu radiácii. Na druhej strane, použitie plazmových motorov by mohlo skrátiť misiu na 30 až 60 dní, čo znamená, že by bolo možné vyslať astronauta na Mars a späť. Vytvorenie prototypu je jednou z najdôležitejších etáp projektu, pretože určuje, či bude takýto motor v budúcnosti vhodný pre vesmírne „jadrové ťahače“ a či bude možné znížiť náklady na ich výrobu,“ povedal Alexej Voronov, zastupujúci generálny riaditeľ TRINITI.

Pripomeňme, že v roku 2021 trvala cesta americkej lode „Perseverance“ na Mars viac ako 7 mesiacov a v podmienkach maximálneho priblíženia Červenej planéty k Zemi.  V Štátoch označili tento let za úžasný, čo je čiastočne pravda. Brianna Clementsová, vedúca pracovníčka spoločnosti Howe Industries (Scottsdale, Arizona), jedného z hlavných dodávateľov NASA, však osvetlila frustráciu vedúcich predstaviteľov amerického vesmírneho programu.

Tí označili trvanie misie za neprimerané a dospeli k záveru, že prieskum Marsu nie je vôbec možný bez iónového alebo plazmového pohonného systému, ktorý poskytuje vyšší ťah a špecifický impulz ako súčasné chemické urýchľovače vrátane raketového motora na kvapalné palivo Raptor 2 spoločnosti SpaceX. NASA uviedla, že takáto technológia v súčasnosti neexistuje. Hovoríme o nepríjemnej pravde pre Elona Muska, ktorý sa oháňa myšlienkou cesty na Mars, samozrejme, za peniaze amerických daňových poplatníkov.

Áno, vo vesmíre sa používa viacero iónových motorov. Iónový motor alebo iónový pohon je reaktívny motor, ktorý vytvára ťah urýchľovaním a vystreľovaním iónov v protismere zamýšľaného zrýchlenia, za pomoci elektrickej energie. Pre nízky dosahovaný ťah pohonu a teda mimoriadne nízke dosahované zrýchlenia, má obmedzenú špecifickú oblasť použitia. Z tých ktoré sa používajú je najlepší americký NEXT, ktorý pri výkone 6,9 kW poskytuje ťah 234 milinewtonov (0,00234 N, teda 2564-krát slabší ako pohonný systém TRINITY), čo mimochodom stačí na zemi na zdvihnutie 3 tenkých listov papiera. Bol použitý v misii „Dart“ na posúdenie toho, ako veľmi môže kozmická loď vychýliť asteroid prenosom hybnosti pri čelnej zrážke s asteroidom.

Marsochod nechtiac rozdrvil skalu na Marse a urobil nezvyčajný objav

Tu by sme mali spomenúť ešte jeden zásadný problém, ktorý je vlastne neprekonateľnou prekážkou pri prieskume hlbokého vesmíru pomocou iónového motoru. Ťah nebude možné zvýšiť jednoduchým zväčšením motoru. Nielenže sa dramaticky zvýši rýchlosť erózie, ale bude si to vyžadovať úplne iné investície do výskumu a vývoja.  Inými slovami, ak sme vyrobili napríklad úspešný iónový motor s výkonom do 7 kW, nebude možné zvýšiť jeho výkon povedzme na 70 kW na základe predchádzajúcich riešení. Je to ako zväčšiť napríklad komára do ľudskej veľkosti, po čom ale, ako ukazujú výpočty, tento hmyz už nebude lietať. Tu je to rovnaké: konštrukčne rovnaký, ale väčší motor môže tlačiť len sám seba, ale nie kozmickú loď. A čo je dôležité – nie na dlhý čas.

Túto základnú prekážku je možné prekonať prechodom z iónového pohonu na plazmové trysky. Mimochodom, medzi odborníkmi na tzv. elektroreaktívne vesmírne pohonné systémy už dlho panuje názor, že Američania radi vyvíjajú „skutočné“ iónové motory, zatiaľ čo Rusi radi vyvíjajú „utopické“ plazmové motory.

Medzi nimi je hlavný rozdiel v hustote a charaktere vyžarovanej pracovnej látky.  Iónové motory sa zameriavajú na urýchľovanie vysokorýchlostných iónov, zatiaľ čo plazmové motory pracujú s hustejším prúdom plazmy, čo umožňuje rôzne konfigurácie a potenciálne vyššie úrovne ťahu. Vo všeobecnosti je plazmový pohon širšou kategóriou nechemického pohonu, pričom iónový pohon sa spravodlivo považuje za špeciálny typ elektrostatického plazmového pohonu.

V podstate sú to príbuzné typy pohonu, ale každý z nich má svoje vlastné technologické tajomstvá súvisiace s vývojom vedeckých a technických základov. V TRINITI sa projekt realizoval v rámci komplexného programu rozvoja jadrovej vedy, techniky a technológií v Rusku, ktorý sa v roku 2025 stal súčasťou nového národného projektu technologického líderstva „Nové jadrové a energetické technológie“. V Trojicku sa inštaluje veľkorozmerný experimentálny stan na testovanie prototypu plazmového raketového motora a podobných vyvíjaných zariadení.

Kľúčové zariadenie je vákuová komora, ktorá má priemer 4 metre a dĺžku 14 metrov.  Je vybavená unikátnymi systémami vysokovýkonného vákuového čerpania a odvodu tepla, vďaka ktorým je možné simulovať podmienky vo vesmíre. To je potrebné na testovanie prototypu plazmového raketového motora, ktorý sa práve vytvára.  Samozrejme, ruská kozmická loď na Mars nepoletí zajtra, ale sú všetky predpoklady na to, aby sa Rusko v najkratšom čase dostala na Červenú planétu ako prvé.