Podró¿e na marsa w 39 dniPrzy wykorzystaniu tradycyjnych rakiet chemicznych podró¿ na marsa trwa
przynajmniej 6 miesiĂŞcy. Ale dziĂŞki nowy rakietom, ktĂłre przeszÂły pomyÂślne testy,
podró¿ ta mo¿e siê skróciÌ do tylko 39 dni. Astra Rocket Company przetestowa³a
rakiety plazmowe VASIMR VX-200, ktĂłre pracowaÂły przy uÂżyciu 200 kilowatĂłw w
komorze pró¿niowej. (...?) "W tym momencie s¹ to najpotê¿niejsze rakiety plazmowe
na Âświecie" - twierdzi Franklin Chang-Diaz, byÂły astronauta NASA oraz dyrektor
generalny Ad Astra. Spó³ka podpisa³a kontrakt z NASA na testowanie 200
kilowatowych rakiet VASIMR na MiĂŞdzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) w 2013.
Testy na ISS uwzglĂŞdniÂą okresowe przyspieszenia stacji kosmicznej, ktĂłra zwalnia
na skutek oporĂłw atmosferycznych. Za przyspieszenia stacji kosmicznej odpowiadajÂą
w tym momencie statki kosmiczne z konwencjonalnymi silnikami odrzutowymi, ktĂłre
zu¿ywaj¹ oko³o 7.5 tony paliw rocznie. Obni¿aj¹c tê iloœÌ do 0.3 tony, Chang-Diaz
szacuje, Âże VASIMIR NASA moÂże zaoszczĂŞdziĂŚ miliony dolarĂłw rocznie.
ZeszÂłotygodniowe testy byÂły pierwszymi, ktĂłre maÂłe (small-scale) prototypy rakiet
VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket, Silnik plazmowy o
zmiennym impulsie wÂłaÂściwym) wykorzystaÂły "na peÂłnej mocy".
Silniki jonowe uÂżywajÂą fal radiowych do podgrzewania gazĂłw takich jak wodĂłr,
argon oraz neon tworzÂąc gorÂącÂą plasmĂŞ. SiÂła pola magnetycznego "wypycha"
naÂładowanÂą plasmĂŞ do tyÂłu silnika, wytwarzajÂąc ciÂąg w kierunku przeciwnym.
Rakiety te [VASIMIR] majÂą znacznie mniejszy ciÂąg niÂż tradycyjne rakiety
chemiczne, co oznacza, Âże nie mogÂą pokonaĂŚ ziemskiej siÂły grawitacji na wÂłasnÂą
rêkê. Dodatkowo, silniki jonowe pracuj¹ tylko w pró¿ni. Ale kiedy s¹ w pró¿ni
pokazujÂą swojÂą moc. MogÂą pracowaĂŚ przez lata, tak jak wiatr popychajÂący ÂżaglĂłwkĂŞ,
przyspieszaj¹c stopniowo, w rezultacie osi¹gaj¹c prêdkoœÌ wiêksz¹ ni¿
konwencjonalne rakiety. WytwarzajÂą ciÂąg rzĂŞdu 4 NewtonĂłw, ale w kosmosie
wystarcza to im, aby radziĂŚ sobie z 2 tonami Âładunku.
Wysoka prêdkoœÌ tych rakiet umo¿liwia spalanie znacznie mniejszej iloœci paliwa
niÂż jest to wymagane w tradycyjnych rakietach.
Obecnie sonda Dawn, w czasie podró¿y w kierunku asteroid 'Ceres' i 'Vesta', u¿ywa
napêdu jonowego, który pozwali jej okr¹¿yÌ Vestê, aby nastêpnie udaÌ siê w
kierunku Ceresa. Nie byÂło by to moÂżliwe przy uÂżyciu konwencjonalnych rakiet.
Dodatkowo, w kosmosie, rakiety jonowe uzyskuj¹ prêdkoœÌ 10 razy wiêksz¹ ni¿
tradycyjne rakiety chemiczne.
SiÂła ciÂągu rakiet mierzona jest w Newtonach. Impuls wÂłaÂściwy sÂłuÂży do mierzenia
wydajnoÂści silnikĂłw rakietowych i jest mierzony w czasie (w sekundach).
Reprezentuje impuls (zmianĂŞ pĂŞdu) na jednostkĂŞ paliwa. Im wyÂższy impuls wÂłaÂściwy,
tym mniej potrzeba paliwa, aby uzyskaĂŚ okreÂślony pĂŞd.
Silnika Dawna maj¹ impuls w³aœciwy wynosz¹cy 3100 sekund a ich si³¹ ci¹gu wynosi
90 mN. Rakiety chemiczne mog¹ osi¹gn¹Ì do 500 N a ich impuls
wÂłaÂściwy jest mniejszy niÂż 1000 sekund. Rakiety VASIMR przy 4 Newtonach majÂą
impuls wÂłaÂściwy okoÂło 6000 sekund.
Rakiety VASIMR maj¹ dwie dodatkowe wa¿ne cechy, które odró¿niaj¹ je od
pozosta³ych plazmowych systemów napêdowych. Maj¹ one mo¿liwoœÌ ró¿nicowania
parametrĂłw (ciÂągu oraz impulsu wÂłaÂściwego) aby optymalnie dostosowaĂŚ siĂŞ do
wymogów misji. W rezultacie prowadzi to do najkrótszego czasu podró¿y o
najwyÂższym Âładunku dla danego Âładunku paliwa.
Dodatkowo, VASIMR cechuje brak jakiejkolwiek fizycznej elektrody, ktĂłra miaÂłaby
kontakt z plazm¹, przed³u¿aj¹ w ten sposób ¿ywotnoœÌ silnika i umo¿liwia wiêksz¹
gêstoœÌ energii ni¿ w innych konstrukcjach.
Aby mo¿na by³o polecieÌ na marsa w 39 dni nale¿y wykorzystaÌ po³¹czenie 10-20
megawatowych silnikĂłw jonowych VASIMR z energiÂą atomowÂą. W rezultacie znacznie
skróci³by siê czas podró¿y pomiêdzy planetami. Im krótsza podró¿, tym astronauci
mniej byliby naraÂżeni na promieniowanie kosmiczne oraz stany niewaÂżkoÂści. Oba te
czynniki sÂą powaÂżnymi przeszkodami w przypadku misji na marsa.
Silnik bĂŞdzie pracowaÂł nieprzerwanie podczas pierwszej poÂłowy lotu przyspieszaĂŚ, nastĂŞpnie zacznÂą zwalniaĂŚ w czasie drugiej poÂłowy. Dodatkowo VASIMR pozwala na powrĂłt na ZiemiĂŞ, na skutek problemĂłw w poczatkowej fazie lotu. Tej zdolnoÂści nie posiadajÂą tradycyjne silniki.
VASIMR mo¿e byÌ równie¿ dostosowany do obs³ugi misji zwi¹zanych z transportem robotów o du¿ej masie, a tak¿e wtedy kiedy czêœÌ ³adunku masowego jest bardzo du¿a. Czas podró¿y i masy ³adunku œa powa¿nymi ograniczeniami tradycyjnych i nuklearnych rakiet ze wzglêdu na ich niskie impulsy w³aœciwe.
Chang-Diaz pracowaÂł nad opracowaniem koncepcji VASIMR od 1979 roku a w 2005 zaÂłoÂżyÂł Ad Astra aby kontynuowaĂŚ pracĂŞ nad projektem.
