Введение
MagBeam — это название ионной двигательной установки для космических путешествий, впервые предложенной профессором Робертом Уингли из Департамента наук о Земле и космосе Вашингтонского университета для октябрьской встречи NIAC в 2004 году. MagBeam отличается от традиционного электростатического ионного двигателя несколькими ключевыми особенностями, основной из которых является то, что топливо и двигательная система не являются частью космического аппарата, а размещены на платформе, удерживаемой на орбите. Также предлагалось использовать эту технологию для сокращения количества космического мусора на орбите вокруг Земли.
Двигательная система
Маг-лучевая двигательная установка использует геликонный источник плазмы для создания плазменного луча. Геликонный привод состоит из кварцевой трубки, обернутой радиоантенной, в которую подается газ, такой как аргон или ксенон. Радиочастотные токи проходят через антенну, создавая быстрое изменение электрического поля и ионизируя газ. Ионизированный газ ускоряется магнитным полем для создания тяги. Геликонный привод формирует узкий пучок ионов, поскольку магнитное поле, ускоряющее их, непрерывно расширяется вместе с плазменным лучом, удерживая их сфокусированными. Этот ионный луч используется для разгона полезной нагрузки, которая оснащена небольшим запасом газа в качестве рабочего тела, например, аргона или ксенона, источником энергии и набором электромагнитов для создания мини-магнетосферного магнитного паруса. Газообразное рабочее тело выбрасывается в плазменный луч, направленный на аппарат, где оно нагревается и ионизируется. Электромагниты отталкивают этот ионизированный газ, создавая тягу для полезной нагрузки. Это обеспечивает ускорение около 1 мс⁻², что значительно быстрее, чем у традиционных ионных двигателей. При таком ускорении путешествие на Марс может занять всего 50 дней, при этом будут достигнуты скорости до 20 км/с. Торможение осуществляется с помощью другой платформы на противоположном конце траектории, направляющей плазменный луч на полезную нагрузку. Исключая массу двигательной системы из массы полезной нагрузки, система MagBeam позволяет достичь гораздо более быстрого ускорения и более высоких максимальных скоростей по сравнению с обычными двигательными установками, установленными на полезной нагрузке. Одной из проблем системы является необходимость в достаточно мощном источнике энергии, для которого предлагается массивный аккумуляторный блок для наземной установки MagBeam для полетов Земля-Марс массой около 3000 тонн. Система, предложенная Уингли, позволит совершить круговое путешествие между Землей и Марсом за 90 дней, с 11-дневной остановкой на Марсе. Аналогичная система, использующая пучок частиц для разгона мини-магнетосферного магнитного паруса, была предложена Джеффри Лэндисом в 2001 году в качестве возможной двигательной системы для межзвездных путешествий.
Удаление космического мусора
Уингли также предположил, что данную технологию можно использовать для расчистки околоземного пространства от космического мусора, выводя обломки с орбиты в атмосферу, где они смогут безопасно сгореть.