Двигатель для освоения Вселенной
     В НАСА объявили победителя конкурса на разработку нового типа двигателя для космических аппаратов. В рамках первой фазы конкурса на разработку двигательной установки прямого преобразования ядерной энергии призом в 100 тысяч долларов награждён профессор Вашингтонского университета Джон Слау, который разработал проект электромагнитного плазмоидного двигателя, или, как его называют в НАСА, безэлектродного двигателя на силе Лоренца (ELF).
     Электромагнитный плазмоидный двигатель (ЭПД) является революционным типом электрической двигательной установки и позволяет резко сократить массу космического аппарата, а также увеличить эффективность двигателей по сравнению с традиционными системами мощностью 500–1.000 Вт. Предложенный двигатель имеет высокую удельную мощность (более 700 Вт/кг) и экономичность. Он позволит совершать беспилотные полёты к самым окраинам Солнечной системы: Нептуну, Плутону и облаку Оорта. Кроме того, новый двигатель может питаться от солнечных панелей, что даёт возможность быстро преодолеть расстояние до более близких объектов, например спутников Марса или астероидов.
     Принцип работы ЭПД следующий: с помощью вращающегося магнитного поля внутри конической камеры двигателя создаётся мощное напряжение токов внутри потока плазмы, что приводит к образованию плазмоида, изолированного от стенок камеры магнитным полем. Изменение градиента магнитного поля в мощных плазменных токах приводит к тому, что плазмоид покидает коническую камеру с огромной скоростью - соответственно появляется реактивная тяга. По замыслу специалистов НАСА, новый тип двигателя должен представлять собой импульсное устройство, потребляющее 1 кВт и выдающее разряд с энергией 1 Дж при частоте 1 кГц.
     В НАСА разработали теорию и дизайн нового двигателя, а также продемонстрировали работу физических принципов его работы в лаборатории. Специалистам удалось создать небольшой, всего 10 см в диаметре, двигатель киловаттного класса, надёжно работающий в импульсном режиме с энергией от 0,5 до 5 Дж. ЭПД имеют массу преимуществ, даже по сравнению с высокоэффективными ионными двигателями. Прежде всего, ЭПД может использовать в качестве топлива большой спектр рабочих тел: кислород, аргон, гидразин или смесь газов. Это позволяет производить дозаправку аппаратов в космосе, а также, теоретически, пользоваться «местным» топливом, например газами из атмосферы Марса. ЭПД не только увеличит скорость и энергетические возможности космических аппаратов, он также может стать вторым двигателем гиперзвуковых самолётов. Они могли бы выходить на околоземную орбиту на прямоточных воздушно-реактивных двигателях, а уже в космосе - передвигаться с помощью лёгких и компактных ЭПД.
     В ходе второй фазы конкурса американское космическое агентство планирует испытать реальный прототип ЭПД со следующими характеристиками: вес – 1,5 кг, мощность - 200–1.000 Вт при 50–80 мН тяги и 1,5–4 тыс. секундах удельного импульса (в современных ионных двигателях около 3 тысяч).
     Роботы будут патрулировать Мировой океан
     Американские ВМС запустили новую программу LDUUV по разработке подводного робота, который сможет выполнять длительное автономное патрулирование. Новый робот будет иметь автономность не менее 70 суток. Для сравнения: атомная подлодка класса «Вирджиния» с экипажем более 100 человек имеет автономность 90 суток. При этом аппарат LDUUV сможет самостоятельно избегать препятствия и выполнять миссии в сложных условиях оживлённого судоходства.
     В настоящее время американские ВМС имеют сотни обычных кораблей и подводных лодок. Однако даже являясь крупнейшими на планете, они не способны обеспечить контроль за огромными пространствами Мирового океана. Беспилотные подлодки, намного более дешёвые, чем «Вирджиния» стоимостью более 1 млрд. долларов, смогут обеспечить патрулирование на обширной территории и станут серьёзной угрозой для подводного флота противника.
     Запрос Пентагона, кроме автономного плавания в течение 2 месяцев, предполагает возможность точной навигации с прохождением 40 контрольных точек за 5 часов с погрешностью не более 50 метров от каждой точки. Тип источника энергии не определён, отмечается только необходимость использовать технологии снижения энергопотребления.
     Прототип LDUUV станет первым в истории подводным роботом с мощной интеллектуальной системой ориентирования в окружающем пространстве. С помощью специального программного обеспечения и датчиков LDUUV должен обнаруживать и обходить разнообразные препятствия. В частности, системы обязаны выявлять присутствие других судов в радиусе около 4 км с надёжностью 99,9 процента, а также идентифицировать их, то есть определять военное это судно, туристическое или рыболовецкое.
     Также LDUUV должен будет избегать и более сложные препятствия - рыболовные сети, которых особенно много вдоль береговых линий. Большую проблему представляет разнообразие этих снастей: от отдельных нитей с крючками до сплошных стен из прочных волокон. LDUUV будет обнаруживать сети и избегать столкновений с ними, а если всё-таки робот запутается, то с помощью специальных алгоритмов и приспособлений он должен самостоятельно освободиться и продолжить выполнение миссии.
     Появление в водах Мирового океана роботов типа LDUUV серьёзно изменит военный баланс. Крупнейшие страны, владеющие ядерным оружием, включая Россию, Великобританию, Францию и США, в основном полагаются именно на морскую составляющую сил ядерного сдерживания. Дело в том, что малошумные подводные лодки очень сложно обнаружить: океан огромен, надводные и подводные корабли физически не могут патрулировать каждый регион, а найти подлодку, например подо льдом, можно фактически только «на ощупь», то есть с очень небольшого расстояния. Но десятки подводных роботов с большой автономностью способны создать рубежи, сквозь которые будет очень трудно пройти незамеченным. Кроме того, тяжёлый робот потенциально способен ставить минные заграждения и применять торпедное вооружение. При этом вопрос скрытности, тесно связанный с жизнями членов экипажа и стоимостью субмарины, для LDUUV не так актуален.