A empresa privada russa “SuperOx”, trabalhando no campo da supercondutividade de alta temperatura, em cooperação com o Departamento de Física do Plasma da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI, criou e concluiu testes de bancada de um motor de foguete elétrico com uma eficiência de 54 %. De acordo com a empresa, isso reduzirá o custo de lançamento e entrega de espaçonaves para as órbitas-alvo, tornando o espaço mais acessível.
Jato de plasma a jato de um EJE com um ímã HTSC, potência 25 kW, impulso do jato 1 N, eficiência 54%
Durante o projeto de três anos, a empresa demonstrou pela primeira vez que a supercondutividade pode ser usada para criar tecnologia espacial com grande efeito prático. Esse motor poderia se tornar um elemento-chave de uma espaçonave ou estágios superiores projetados para a exploração da Lua, Marte e do espaço profundo.
O conceito de lançar satélites em órbitas usando um rebocador interorbital com EPE de alta potência
O motor usa o princípio de aceleração de plasma por um campo magnético externo gerado por supercondutores. O uso deste último possibilitou obter desempenho recorde. A amostra criada de um motor de propulsão elétrica supercondutor pode oferecer uma potência de dezenas de quilowatts. Para comparação: os motores de propulsão elétrica usados na tecnologia espacial hoje raramente têm uma potência superior a 10 kW.
«Bico “de um motor de foguete elétrico em supercondutores durante os testes
Para criar empuxo no motor, um gás inerte convertido em plasma é usado, o qual é acelerado por um campo eletromagnético. Ele usa 10 vezes menos combustível (por peso) do que os motores a jato “químicos”. Isso permitirá uma operação mais longa e aumentará a vida útil da espaçonave potencial.
Suporte a vácuo “SuperOx” para testar EJE com potência de até 100 kW
O uso da supercondutividade possibilitou a obtenção de resultados práticos essenciais para a aplicação no espaço:
- A massa do ímã é reduzida em 4 vezes em relação ao análogo de cobre;
- As dimensões do sistema magnético são reduzidas em 3 vezes;
- O consumo de energia do ímã é reduzido em mais de 20 vezes em comparação com o análogo de cobre;
- O valor da eficiência do motor é 54%;
- Mostra-se que o uso de um campo magnético aumenta a eficiência do motor em 7 vezes, e o impulso e empuxo específicos em 3 vezes.
Seção de trabalho EJE com potência de 25 kW
«Por três anos de pesquisa, alcançamos uma eficiência de empuxo a jato de um motor de foguete elétrico de 54% e um empuxo a jato com uma força de 1 Newton com uma potência de motor de 30 quilowatts – disse o vice-chefe da SuperOx Alexey Voronov, – A tecnologia desenvolvida permite projetar um motor com impulso a jato de até 5 Newtons e mais sem perder a qualidade da conversão de energia. Esse resultado só foi possível devido ao alto campo magnético em nosso motor, que é criado por um ímã de um supercondutor de alta temperatura (HTSC). “
Eletroímã supercondutor com campo magnético de até 1 T, fabricado pela SuperOx para teste do modelo EJE