S tradicionalnimi kemičnimi raketami potovanje na Mars - najhitreje - traja 6 mesecev. Podjetje Ad Astra Rocket Company je preizkusilo plazemsko raketo, imenovano motor VASIMR VX-200, ki je v vakuumski komori poganjala 201 kilovat in je prvič prestala 200-kilovatno oznako. "To je trenutno najmočnejša plazemska raketa na svetu," pravi Franklin Chang-Diaz, nekdanji NASA-in astronavt in izvršni direktor Ad Astre. Podjetje je z NASA podpisalo tudi dogovor o testiranju 200-kilovatnega motorja VASIMR na Mednarodni vesoljski postaji leta 2013.
Preskusi na ISS bi omogočili občasno povečanje vesoljske postaje, ki postopoma pada v višino zaradi atmosferskega povleka. Pogon ISS trenutno zagotavljajo vesoljska plovila z običajnimi potisniki, ki porabijo približno 7,5 tone pogonskega goriva na leto. Z zmanjšanjem te količine na 0,3 tone Chang-Diaz ocenjuje, da bi VASIMR lahko NASA prihranil milijone dolarjev na leto.
Prejšnji teden je bil prvič predstavljen majhen prototip družbenega raketnega motorja VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) s polno močjo.
Plazemski ali ionski motorji uporabljajo radijske valove za segrevanje plinov, kot so vodik, argon in neon, kar ustvarja vročo plazmo. Magnetna polja silijo nabito plazmo v zadnji del motorja, kar ustvarja potisk v nasprotni smeri.
V danem trenutku dajo veliko manj potiska kot kemične rakete, kar pomeni, da se ne morejo osvoboditi Zemljine gravitacije. Poleg tega ionski motorji delujejo le v vakuumu. Toda ko so enkrat v vesolju, lahko več let pritiskajo na neprekinjen pritisk, kot veter, ki potiska jadrnico, postopoma pospešujejo, dokler se vozilo ne premika hitreje od kemičnih raket. Proizvedejo le kilogram potiska, vendar v prostoru, ki je dovolj za premikanje 2 tone tovora.
Zaradi velike hitrosti, ki je mogoča, je potrebno manj goriva kot pri običajnih motorjih.
Trenutno vesoljsko plovilo Dawn na poti do asteroidov Ceres in Vesta uporablja ionski pogon, ki mu bo omogočil, da kroži po Vesti, nato pa zapusti in se odpravi v Ceres. To ni mogoče pri običajnih raketah. Poleg tega imajo v vesoljskih ionskih motorjih hitrost desetkrat večja od hitrosti kemičnih raket.
Raketni potisk se meri v Newtonih (1 Newton je približno 1/4 funta). Specifični impulz je način za opis učinkovitosti raketnih motorjev in se meri v času (sekundah). Predstavlja impulz (sprememba trenutka) na enoto pogonskega goriva. Višji kot je specifični impulz, manj je pogonskega sredstva, da dobimo določeno količino zagona.
Zoranski motorji imajo specifičen impulz 3100 sekund in potisk 90 mNewtons. Kemična raketa na vesoljskem plovilu ima lahko potisk do 500 Newtonov in specifičen impulz manj kot 1000 sekund.
VASIMR ima 4 potisne sile Newtona (0,9 kilogramov) s specifičnim impulzom približno 6000 sekund.
VASIMR ima dve dodatni pomembni lastnosti, ki ga razlikujeta od drugih plazemskih pogonskih sistemov. Ima možnost spreminjanja parametrov izpušnih plinov (potiska in specifičnega impulza), da se optimalno ujema z zahtevami misije. Posledica tega je najkrajši čas potovanja z najvišjo koristno obremenitvijo za določeno obremenitev goriva.
Poleg tega VASIMR nima fizikalnih elektrod v stiku s plazmo, kar podaljša življenjsko dobo motorja in omogoča večjo gostoto moči kot pri drugih izvedbah.
Za potovanje na Mars v 39 dneh bi morali 10-do 20-megavatni motor VASIMR z motorjem povezati z jedrsko močjo, da bi dramatično skrajšali človeški čas prehoda med planeti. Čim krajše je potovanje, manj časa bi bili astronavti izpostavljeni vesoljskim sevanjem in mikrogravitacijskemu okolju, ki sta obe oviri za misije na Marsu.
Motor bi deloval tako, da bi v prvi polovici leta neprekinjeno streljal, da bi pospešil, nato pa se obrnil, da bi izpustil vesoljsko plovilo za drugo polovico. Poleg tega bi lahko VASIMR dovolil splav na Zemljo, če bi se težave pojavile v zgodnjih fazah misije, ki običajnim motorjem niso na voljo.
VASIMR bi lahko prilagodili tudi velikim obremenitvam robotskih misij in poganjali tovorne misije z zelo velikim masnim deležem koristnih tovorov. Časi izleta in masa koristnih obremenitev sta glavni omejitvi običajnih in jedrskih toplotnih raket zaradi njihovega nizko specifičnega impulza.
Chang-Diaz se ukvarja z razvojem koncepta VASIMR od leta 1979, preden je leta 2005 ustanovil podjetje Ad Astra, da bi projekt še nadalje razvijal.
Vir: PhysOrg
