Folosind rachete chimice tradiționale, o călătorie pe Marte - cel mai rapid - durează 6 luni. Compania de rachete Ad Astra a testat o rachetă cu plasmă numită motorul VASIMR VX-200, care rula la 201 kilowati într-o cameră de vid, trecând pentru prima oară cu 200 de kilowati. „Este cea mai puternică rachetă cu plasmă din lume în acest moment”, spune Franklin Chang-Diaz, fost astronaut al NASA și CEO al Ad Astra. De asemenea, compania a semnat un acord cu NASA pentru testarea unui motor VASIMR de 200 de kilowati pe Stația Spațială Internațională în 2013.
Testele efectuate pe ISS ar furniza impulsuri periodice stației spațiale, care scade treptat în altitudine datorită tragerii atmosferice. Sporurile ISS sunt oferite în prezent de nave spațiale cu propulsoare convenționale, care consumă aproximativ 7,5 tone de propulsor pe an. Reducând această sumă până la 0,3 tone, Chang-Diaz estimează că VASIMR ar putea economisi NASA milioane de dolari pe an.
Încercarea de săptămâna trecută a fost prima dată când a fost demonstrat la putere maximă un prototip la scară mică a motorului de rachetă VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket).
Motoarele cu plasmă sau cu ioni folosesc unde radio pentru a încălzi gaze precum hidrogen, argon și neon, creând plasma fierbinte. Câmpurile magnetice forțează plasma încărcată în spatele motorului, producând o împingere în direcția opusă.
Ele oferă mult mai puțină forță la un moment dat decât fac rachetele chimice, ceea ce înseamnă că nu se pot dezlipi de gravitația Pământului singure. În plus, motoarele cu ioni funcționează doar în vid. Dar o dată în spațiu, ei pot da o împingere continuă ani de zile, cum ar fi vântul care împinge o barcă cu vele, accelerând treptat până când vehiculul se mișcă mai repede decât rachetele chimice. Acestea produc doar un kilogram de tracțiune, dar în spațiu este suficient pentru a muta 2 tone de marfă.
Datorită vitezei mari care este posibil, este necesar mai puțin combustibil decât la motoarele convenționale.
În prezent, nava spațială Dawn, în drum spre asteroizii Ceres și Vesta, folosește propulsie ionică, care îi va permite să orbiteze Vesta, apoi să plece și să se îndrepte spre Ceres. Acest lucru nu este posibil în cazul rachetelor convenționale. În plus, motoarele cu ioni spațiali au o viteză de zece ori mai mare decât cea a rachetelor chimice.
Aruncarea rachetă este măsurată în Newton (1 Newton este de aproximativ 1/4 lire). Impulsul specific este o modalitate de a descrie eficiența motoarelor cu rachete și este măsurată în timp (secunde). Reprezintă impulsul (schimbarea impulsului) pe unitate de propulsor. Cu cât impulsul specific este mai mare, cu atât mai puțin propulsor este necesar pentru a obține o anumită cantitate de impuls.
Motoarele lui Dawn au un impuls specific de 3100 secunde și o tracțiune de 90 mNtone. O rachetă chimică pe o navă spațială ar putea avea o tracțiune de până la 500 Newton, și un impuls specific mai puțin de 1000 de secunde.
VASIMR are 4 tracțiuni Newton de 0,9 kilograme cu un impuls specific de aproximativ 6.000 de secunde.
VASIMR are două caracteristici importante care îl disting de alte sisteme de propulsie plasmatică. Are capacitatea de a varia parametrii de eșapament (tracțiune și impuls specific) pentru a se potrivi optim cerințelor misiunii. Aceasta duce la cel mai mic timp de călătorie cu cea mai mare sarcină utilă pentru o sarcină dată de combustibil.
În plus, VASIMR nu are electrozi fizici în contact cu plasma, prelungind durata de viață a motorului și permițând o densitate de putere mai mare decât în alte proiecte.
Pentru a face o călătorie pe Marte în 39 de zile, un motor cu ioni VASIMR de 10 până la 20 de megavati ar trebui să fie cuplat cu energie nucleară pentru a scurta dramatic timpul de tranzit uman între planete. Cu cât este mai scurtă călătoria, cu atât mai puțin timp astronauții ar fi expuși radiațiilor spațiale și un mediu de microgravitate, ambele fiind obstacole semnificative pentru misiunile de pe Marte.
Motorul ar funcționa trăgând continuu pe parcursul primei jumătăți a zborului pentru a accelera, apoi întorcându-se pentru a dezafecta nava spațială pentru a doua jumătate. În plus, VASIMR ar putea permite anularea pe Pământ dacă apar probleme în timpul fazelor timpurii ale misiunii, o capacitate care nu este disponibilă motoarelor convenționale.
VASIMR ar putea fi, de asemenea, adaptat pentru a gestiona sarcinile utile mari ale misiunilor robotice și a propulsa misiunile de marfă cu o fracție de masă utilă foarte mare. Timpurile de călătorie și masa sarcinii utile sunt limitări majore ale rachetelor termice convenționale și nucleare, din cauza impulsului specific specific scăzut.
Chang-Diaz lucrează la dezvoltarea conceptului VASIMR din 1979, înainte de a fonda Ad Astra în 2005 pentru a dezvolta în continuare proiectul.
Sursa: PhysOrg
