Izmantojot tradicionālās ķīmiskās raķetes, brauciens uz Marsu - visātrākais - ilgst 6 mēnešus. Kompānija Ad Astra Rocket pārbaudīja plazmas raķeti ar nosaukumu VASIMR VX-200, kas vakuuma kamerā darbojās ar 201 kilovatiem, pirmo reizi nokārtojot 200 kilovatu atzīmi. “Tā šobrīd ir visspēcīgākā plazmas raķete pasaulē,” saka Franklins Čang-Diazs, bijušais NASA astronauts un Ad Astra izpilddirektors. Uzņēmums ir arī parakstījis līgumu ar NASA, lai 2013. gadā Starptautiskajā kosmosa stacijā pārbaudītu 200 kilovatus lielu VASIMR motoru.
Pārbaudes ar ISS periodiski palielinātu kosmisko staciju, kas atmosfēras vilkmes dēļ pakāpeniski pazeminās augstumā. ISS palielinājumu pašlaik nodrošina kosmosa kuģi ar parastajiem virzuļiem, kas gadā patērē apmēram 7,5 tonnas propelenta. Samazinot šo daudzumu līdz 0,3 tonnām, Čan Diaza lēš, ka VASIMR varētu ietaupīt NASA miljoniem dolāru gadā.
Pārbaude pagājušajā nedēļā bija pirmā reize, kad ar pilnu jaudu tika demonstrēts uzņēmuma raķešu dzinēja VASIMR (mainīga specifiska impulsa magnētiskās plazmas raķete) maza mēroga prototips.
Plazmas vai jonu dzinēji izmanto radioviļņus, lai sildītu tādas gāzes kā ūdeņradis, argons un neons, veidojot karstu plazmu. Magnētiskie lauki izlādētu plazmu izspiež no motora aizmugures, radot vilci pretējā virzienā.
Tie noteiktā brīdī nodrošina daudz mazāku vilci nekā ķīmiskās raķetes, kas nozīmē, ka viņi paši nevar atbrīvoties no Zemes gravitācijas. Turklāt jonu motori darbojas tikai vakuumā. Bet, nonākot kosmosā, tie gadiem ilgi var dot nepārtrauktu spiedienu, piemēram, ja vējš stumj burinieku, paātrinot to pakāpeniski, līdz transportlīdzeklis pārvietojas ātrāk nekā ķīmiskās raķetes. Tie rada tikai mārciņu vilces, bet telpā, kas ir pietiekams, lai pārvietotu 2 tonnas kravas.
Iespējamā lielā ātruma dēļ ir nepieciešams mazāk degvielas nekā parastajos motoros.
Pašlaik kosmosa kuģis Dawn, dodoties ceļā uz asteroīdiem Ceres un Vesta, izmanto jonu piedziņu, kas tai ļaus orbītā vestēt Vesta, pēc tam atstāt un doties uz Ceres. Ar parastajām raķetēm tas nav iespējams. Turklāt kosmosa jonu motoros ātrums ir desmit reizes lielāks nekā ķīmisko raķešu ātrums.
Raķetes vilci mēra ņūtonos (1 ņūtons ir apmēram 1/4 mārciņas). Specifiskais impulss ir veids, kā aprakstīt raķešu dzinēju efektivitāti, un to mēra laikā (sekundēs). Tas attēlo impulsu (impulsa izmaiņas) uz vienu propelenta vienību. Jo augstāks ir konkrētais impulss, jo mazāk propelenta ir vajadzīgs, lai iegūtu noteiktu impulsu.
Rītausmas dzinēju īpatnējais impulss ir 3100 sekundes un vilces spēks ir 90 mNwwtons. Kosmiskā kuģa ķīmiskās raķetes vilces spēks varētu būt līdz 500 ņūtoniem, un īpatnējais impulss ir mazāks par 1000 sekundēm.
VASIMR ir 4 vilces ņūtoni (0,9 mārciņas) ar īpatnējo impulsu aptuveni 6000 sekundes.
VASIMR ir divas svarīgas papildu funkcijas, kas to atšķir no citām plazmas vilces sistēmām. Tam ir iespēja mainīt izplūdes gāzu parametrus (vilci un specifisko impulsu), lai optimāli atbilstu misijas prasībām. Tā rezultātā tiek iegūts viszemākais brauciena laiks ar vislielāko kravas slodzi dotajai degvielas kravai.
Turklāt VASIMR nav fizisku elektrodu, kas nonāk saskarē ar plazmu, pagarinot motora kalpošanas laiku un nodrošinot lielāku jaudas blīvumu nekā citos dizainos.
Lai veiktu ceļojumu uz Marsu 39 dienu laikā, 10 līdz 20 megavatu VASIMR motora jonu motors būs jāapvieno ar kodolenerģiju, lai dramatiski saīsinātu cilvēku tranzīta laiku starp planētām. Jo īsāks ceļojums, jo mazāk laika astronauti tiks pakļauti kosmosa starojumam un mikrogravitācijas videi - tie abi ir nozīmīgi šķēršļi Marsa misijām.
Dzinējs darbosies, lidojuma pirmajā pusē nepārtraukti šaujot, lai paātrinātu, pēc tam pagriežot, lai otrās puses kosmosa kuģa paātrinātu. Turklāt VASIMR varētu atļaut pārtraukt darbību uz Zemes, ja misijas agrīnajā posmā rodas problēmas, kas nav pieejama parastajiem motoriem.
VASIMR varētu arī pielāgot, lai apstrādātu lielas robotizētu misiju kravas un dzen kravas misijas ar ļoti lielu kravas masas daļu. Brauciena laiks un kravas masa ir parasto un kodoltermisko raķešu galvenie ierobežojumi to raksturīgā zema īpatnējā impulsa dēļ.
Chang-Diaz ir strādājis pie VASIMR koncepcijas izstrādes kopš 1979. gada, pirms 2005. gadā izveidoja Ad Astra, lai turpinātu projekta attīstību.
Avots: PhysOrg
