Naudojant tradicines chemines raketas, kelionė į Marsą - greičiausia - trunka 6 mėnesius. „Ad Astra Rocket Company“ išbandė plazminę raketą, vadinamą VASIMR VX-200 varikliu, kuri vakuumo kameroje veikė 201 kilovatų galią, pirmą kartą praleisdama 200 kilovatų galią. „Tai šiuo metu galingiausia plazminė raketa pasaulyje“, - sako Franklinas Changas-Diazas, buvęs NASA astronautas ir „Ad Astra“ generalinis direktorius. Bendrovė taip pat pasirašė sutartį su NASA 2013 m. Išbandyti 200 kilovatų galios VASIMR variklį Tarptautinėje kosminėje stotyje.
ISS bandymai periodiškai padidins kosminę stotį, kuri dėl atmosferos pasipriešinimo palaipsniui mažėja aukštyje. ISS greitį šiuo metu teikia erdvėlaiviai su įprastais stūmokliais, kurie per metus sunaudoja apie 7,5 tonos raketinio kuro. Sumažinęs šią sumą iki 0,3 tonos, Chang-Diaz apskaičiavo, kad VASIMR galėtų sutaupyti NASA milijonus dolerių per metus.
Praėjusią savaitę atliktas bandymas buvo pirmas kartas, kai buvo demonstruojamas visos galios bendrovės VASIMR (kintamo specifinio impulso magnetoplazmos raketos) prototipas.
Plazminiai arba joniniai varikliai naudoja radijo bangas, kad šildytų tokias dujas kaip vandenilis, argonas ir neonas, sukurdami karštą plazmą. Magnetiniai laukai išstumtą plazmą išstumia iš variklio galo, sukurdami trauką priešinga kryptimi.
Jie suteikia daug mažesnę trauka tam tikru momentu nei cheminės raketos, tai reiškia, kad jie patys negali atsikratyti Žemės gravitacijos. Be to, jonų varikliai veikia tik vakuume. Patekę į kosmosą, jie gali nepertraukiamai stumti metus, pavyzdžiui, vėją stumdami burlaivį, laipsniškai įsibėgėdami, kol transporto priemonė juda greičiau nei cheminės raketos. Jie sukuria tik svarą svaro, tačiau erdvėje pakanka 2 tonų krovinių.
Dėl įmanomo didelio greičio reikia mažiau degalų nei įprastuose varikliuose.
Šiuo metu „Dawn“ erdvėlaivis, pakeliui į asteroidus „Ceres“ ir „Vesta“, naudoja jonų varomąją jėgą, leidžiančią jai orbitą skriejančią į Vestą, tada išplaukiančią ir nukreipiančią į Ceresą. Tai neįmanoma su įprastomis raketomis. Be to, kosminių jonų variklių greitis yra dešimt kartų didesnis nei cheminių raketų.
Raketos trauka matuojama niutonais (1 niutonas yra apie 1/4 svaro). Specifinis impulsas yra būdas apibūdinti raketų variklių efektyvumą ir yra matuojamas laike (sekundėmis). Tai rodo impulsą (impulsų pokytį) vienam raketinio variklio vienetui. Kuo didesnis specifinis impulsas, tuo mažiau raketinio kuro reikia tam tikram impulsui įgyti.
Aušros variklių specifinis impulsas yra 3100 sekundžių, o jų trauka yra 90 mNwwt. Erdvėlaivio cheminės raketos trauka gali būti iki 500 niutonų, o savitasis impulsas yra mažesnis nei 1000 sekundžių.
VASIMR turi 4 traukos niūtus (0,9 svaro), kurių savitasis impulsas yra apie 6000 sekundžių.
VASIMR turi dvi papildomas svarbias savybes, išskiriančias jį iš kitų plazmos varomųjų sistemų. Jis turi galimybę keisti išmetimo parametrus (trauka ir specifinis impulsas), kad optimaliai atitiktų misijos reikalavimus. Tai lemia mažiausią kelionės laiką su didžiausia naudinga apkrova už nurodytą degalų krovinį.
Be to, VASIMR neturi fizinių elektrodų, liečiančių plazmą, prailginančių variklio tarnavimo laiką ir įgalinantis didesnį galios tankį nei kitų konstrukcijų.
Norint nuvykti į Marsą per 39 dienas, nuo 10 iki 20 megavatų VASIMR variklio jonų variklį reikės sujungti su branduoline energija, kad žymiai sutrumpėtų žmogaus tranzito laikas tarp planetų. Kuo trumpesnė kelionė, tuo mažiau laiko kosmonautai patirs kosminės radiacijos ir mikrogravitacijos aplinkos, kurios abi yra reikšmingos kliūtys Marso misijoms.
Variklis veiktų per pirmąją skrydžio pusę nuolat šaudydamas, kad įsibėgėtų, o po to pasukdamas, kad sumažintų erdvėlaivio greitį antrajai pusei. Be to, VASIMR galėtų leisti nutraukti Žemę, jei ankstyvuosiuose misijos etapuose iškiltų problemų - įprastų variklių galimybės nėra.
VASIMR taip pat galėtų būti pritaikytas didelėms naudingosioms robotinių misijų apkrovoms ir krovinių misijoms, turinčioms labai didelę masės dalį. Kelionės trukmė ir naudingoji krovinio masė yra pagrindiniai įprastinių ir branduolinių šiluminių raketų apribojimai dėl joms būdingo žemo savitojo impulso.
Chang-Diaz nuo 1979 m. Kūrė VASIMR koncepciją, o 2005 m. Įkūrė „Ad Astra“, kad galėtų toliau plėtoti projektą.
Šaltinis: „PhysOrg“
