Используя наработанные производственные связи товарища Гродзовского с ОКБ-2, наладили изготовление экспериментальных образцов двигателей. Для их испытания на базе изделия В-1000 была в кратчайшие сроки разработана геофизическая ракета 1Я2ТА.
Работа пошла достаточно быстро, сейчас под руководством товарища Андрианова на геофизических ракетах испытывается плазменно-эрозионный двигатель, и одновременно в ОКБ-301 товарища Лавочкина проектируется тяжёлая АМС с ядерным реактором конструкции товарища Бондарюка, для полёта к Марсу.
— Эк вы лихо завернули, Лев Андреич! — улыбнулся Хрущёв. — Не торопитесь, расскажите поподробнее, что это за зверь такой, ионный двигатель, и почему им вдруг атомщики занимаются?
— Исследования плазмы с самого начала велись у нас в ИАЭ. А ионный двигатель — это, прежде всего, плазма, — пояснил Арцимович. — Александр Михалыч, вам слово.
Александр Михайлович Андрианов, несколько волнуясь, вышел к стойке и повесил на неё плакат, где гуашью в цвете были изображены внешний вид, разрез и схема двигателя.
— Это импульсный плазменный ускоритель, который может быть использован как в качестве эрозионного импульсного плазменного двигателя, для решения задач, требующих малых суммарных импульсов тяги, так и в качестве импульсного плазменного инжектора, например, для активных воздействий на ионосферу. Ускоритель содержит разрядный канал с коаксиальными электродами и расположенное между ними твердое диэлектрическое рабочее вещество, например, фторопласт.
В ходе испытаний для питания двигателя использовалась конденсаторная батарея ёмкостью 100 микроФарад, рабочее напряжение составляло около 1 киловольт. При испытаниях получаемые плазменные сгустки имели температуру около 30 000 Кельвинов и истекали со скоростью до 16 километров в секунду.
(реальные параметры двигателей ориентации, испытывавшихся в 1964 г на АМС «Зонд-2»)
— Это что же, у вас двигатель на фоторопласте работает? — удивился Никита Сергеевич.
— Да, электрический разряд испаряет фторопласт, в результате образуются ионы, которые собираются в плазменные сгустки и разгоняются электромагнитным полем до очень высокой скорости. Отбрасываемая масса невелика, зато импульс такого двигателя очень большой, — ответил Андрианов.
— Следует понимать, что это экспериментальный прототип, — вставил Арцимович. — Проект, на который мы возлагаем основные надежды — плазменный двигатель, разрабатываемый по проекту Алексея Ивановича Морозова. Он будет использовать ксенон в качестве рабочего тела. Алексей Иванович, расскажите, как у вас идут дела.
(Двигатель Морозова по принципу напоминал не так давно разрекламированный VASIMR см. http://extremal-mechanics.org/archives/390 http://galspace.spb.ru/orbita/ximdv.htm http://рустрана. рф/article.php?nid=345751)
— Сам по себе стационарный плазменный двигатель устроен довольно просто, — Морозов сменил Андрианова и повесил на стойку свой плакат. — Хотя его теория весьма сложна.
(устройство двигателя СПД см http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/popul-meh/2005/12/potomki.pdf)
— СПД — это кольцевой электромагнит, в зазор которого помещена камера из керамики. В торце камеры расположен анод. Снаружи, возле среза канала двигателя, два катода-нейтрализатора — рабочий и резервный. Рабочее вещество — ксенон — подается в камеру и вблизи анода ионизуется. Ионы ускоряются в электрическом поле и истекают из двигателя, создавая реактивную тягу. Их объемный заряд нейтрализуется электронами, подаваемыми с катода-нейтрализатора. Если этого не сделать, спутник будет приобретать отрицательный электрический заряд.
Сейчас наш двигатель пока существует в виде лабораторного образца с водяным охлаждением. Отработка идёт полным ходом, но проблем там хватает. В ближайшие 2–3 года он вряд ли будет готов к полёту.
(В реальной истории разработка СПД началась в 1962 году, первый полёт — в 1970-м, двигатель был подготовлен к полёту по ТЗ академика Иосифьяна в течение 5 месяцев, включая систему питания ксеноном, пригодную для установки на спутнике, но до этого было 7 лет лабораторной проработки. С 1980 г МКБ «Факел» серийно выпускает двигатели следующего поколения СПД-70, для установки на спутниках)
— Основная проблема этих двигателей — малая тяга и большая потребная электрическая мощность, — добавил Арцимович. — Есть ещё один перспективный вариант, основанный на эффекте поверхностной ионизации цезия при испарении с поверхности вольфрамового катода. Сталь Яковлевич Лебедев предложил трёхэлектродную схему с пористыми вольфрамовыми решётками, к 1965-му году мы рассчитываем получить работоспособный образец.