Při použití tradičních chemických raket trvá cesta na Mars - nejrychleji - 6 měsíců. Společnost Ad Astra Rocket Company testovala plazmovou raketu s názvem motor VASIMR VX-200, který běžel rychlostí 201 kilowattů ve vakuové komoře a poprvé prošel značkou 200 kilowattů. "Právě teď je to nejsilnější plazmová raketa na světě," říká Franklin Chang-Diaz, bývalý astronaut NASA a generální ředitel Ad Astra. Společnost také podepsala dohodu s NASA o zkoušce motoru 200 kilowattů VASIMR na Mezinárodní vesmírné stanici v roce 2013.
Testy na ISS by poskytovaly periodické posilování vesmírné stanici, která v důsledku atmosférického tažení postupně klesá v nadmořské výšce. Posílení ISS v současné době poskytuje kosmická loď s konvenčními raketami, které spotřebují asi 7,5 tuny paliva za rok. Snížením této částky na 0,3 tuny Chang-Diaz odhaduje, že VASIMR může ušetřit NASA miliony dolarů ročně.
Test minulý týden byl poprvé, kdy byl při plném výkonu předveden malý prototyp raketového motoru VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket).
Plazmové nebo iontové motory používají rádiové vlny k zahřívání plynů, jako je vodík, argon a neon, a vytvářejí tak horkou plazmu. Magnetická pole vytlačují nabitou plazmu zezadu z motoru a vytvářejí tah v opačném směru.
Poskytují mnohem menší tah v daném okamžiku než chemické rakety, což znamená, že se nemohou samy zbavit gravitace Země. Navíc iontové motory pracují pouze ve vakuu. Ale jakmile budou ve vesmíru, budou mít léta nepřetržitý tlak, jako vítr tlačící plachetnici, zrychlující se postupně, až se vozidlo pohybuje rychleji než chemické rakety. Vytvářejí pouze libru tahu, ale v prostoru, který stačí k přesunutí 2 tun nákladu.
Vzhledem k možné vysoké rychlosti je zapotřebí méně paliva než u konvenčních motorů.
V současné době využívá kosmická loď Dawn na cestě k asteroidům Ceres a Vesta iontový pohon, který jí umožní obíhat kolem Vesta, poté odejít a vydat se na Ceres. U konvenčních raket to není možné. Navíc mají kosmické iontové motory desetkrát rychlost než chemické rakety.
Úder rakety se měří v Newtonech (1 Newton je asi 1/4 libry). Specifický impuls je způsob, jak popsat účinnost raketových motorů, a měří se v čase (v sekundách). Představuje impuls (změnu hybnosti) na jednotku paliva. Čím vyšší je specifický impuls, tím méně pohonné hmoty je potřeba k získání určitého množství hybnosti.
Dawnovy motory mají specifický impuls 3100 sekund a tah 90 mNewtonů. Chemická raketa na kosmické lodi může mít tah až 500 Newtonů a specifický impuls méně než 1000 sekund.
VASIMR má 4 Newtonovy tahy (0,9 libry) se specifickým impulsem asi 6 000 sekund.
VASIMR má dva další důležité rysy, které jej odlišují od ostatních plazmových pohonných systémů. Má schopnost měnit parametry výfuků (tah a specifický impuls), aby optimálně odpovídal požadavkům mise. Výsledkem je nejnižší doba jízdy s nejvyšším užitečným zatížením pro dané zatížení paliva.
Kromě toho VASIMR nemá žádné fyzikální elektrody v kontaktu s plazmou, což prodlužuje životnost motoru a umožňuje vyšší hustotu výkonu než v jiných provedeních.
Aby bylo možné uskutečnit výlet na Mars za 39 dní, musel by být iontový motor VASIMR s motorem 10 až 20 megawattů spojen s jadernou energií, aby se dramaticky zkrátily doby tranzitu mezi planetami. Čím kratší cesta bude, tím méně času budou astronauti vystaveni kosmickému záření a prostředí mikrogravitace, což jsou významné překážky pro mise na Marsu.
Motor by pracoval tak, že by střílel nepřetržitě během první poloviny letu, aby se zrychlil, a potom otáčením otočte, abyste kosmickou loď zrychlili na druhou polovinu. Kromě toho by VASIMR mohl povolit potrat na Zemi, pokud by se objevily problémy během raných fází mise, což je schopnost konvenčních motorů nedostupná.
VASIMR lze také přizpůsobit tak, aby zvládal vysoké užitečné zatížení robotických misí a poháněl nákladní mise s velmi velkým podílem hmotnosti užitečného zatížení. Doby vypínání a hmotnost užitečného zatížení jsou hlavní omezení konvenčních a jaderných tepelných raket kvůli jejich neodmyslitelně nízkým specifickým impulzům.
Chang-Diaz pracuje na vývoji konceptu VASIMR od roku 1979, než v roce 2005 založil Ad Astra pro další rozvoj projektu.
Zdroj: PhysOrg
