Za použitia tradičných chemických rakiet trvá cesta na Mars - najrýchlejšie - 6 mesiacov. Spoločnosť Ad Astra Rocket Company testovala plazmovú raketu s názvom motor VASIMR VX-200, ktorý bežal vo vákuovej komore pri 201 kilowattoch a prvýkrát prešiel značkou 200 kilowattov. „Práve teraz je to najsilnejšia plazmová raketa na svete,“ hovorí Franklin Chang-Diaz, bývalý astronaut NASA a generálny riaditeľ spoločnosti Ad Astra. Spoločnosť tiež podpísala dohodu s NASA o testovaní motora VASIMR s výkonom 200 kilowattov na Medzinárodnej vesmírnej stanici v roku 2013.
Testy na ISS by poskytovali pravidelné vylepšenia vesmírnej stanici, ktorá v dôsledku atmosferického odporu postupne klesá v nadmorskej výške. Posilnenie ISS v súčasnosti poskytujú kozmické lode s konvenčnými tryskačmi, ktoré ročne spotrebujú asi 7,5 t paliva. Znížením tejto sumy na 0,3 t Chang-Diaz odhaduje, že VASIMR môže ušetriť NASA milióny dolárov ročne.
Test minulý týždeň bol prvýkrát, keď bol pri plnom výkone demonštrovaný malý prototyp raketového motora VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket).
Plazmové alebo iónové motory používajú rádiové vlny na zahrievanie plynov, ako je vodík, argón a neón, čím sa vytvára horúca plazma. Magnetické polia vytlačia nabitú plazmu zo zadnej časti motora a vytvárajú ťah v opačnom smere.
Poskytujú oveľa menší ťah v danom okamihu ako chemické rakety, čo znamená, že sa nemôžu sami oddeliť od gravitácie Zeme. Navyše iónové motory pracujú iba vo vákuu. Ale akonáhle sa vo vesmíre, môžu dať roky nepretržitý tlak, ako vietor tlačí plachetnica, postupne zrýchľovať, až kým sa vozidlo pohybuje rýchlejšie ako chemické rakety. Vyrábajú iba libru ťahu, ale v priestore, ktorý stačí na presun 2 ton nákladu.
Vzhľadom na možnú vysokú rýchlosť je potrebné menej paliva ako v bežných motoroch.
V súčasnosti kozmická loď Dawn na svojej ceste k asteroidom Ceres a Vesta využíva iónový pohon, ktorý jej umožní obiehať okolo Vesty, potom odíde a zamieri do Ceres. U konvenčných rakiet to nie je možné. Navyše, vo vesmírnych iónových motoroch je rýchlosť desaťkrát vyššia ako u chemických rakiet.
Ťah rakety sa meria v Newtonoch (1 Newton je asi 1/4 libry). Špecifický impulz je spôsob, ako opísať účinnosť raketových motorov a meria sa v čase (sekundy). Predstavuje impulz (zmenu hybnosti) na jednotku paliva. Čím vyšší je špecifický impulz, tým menej pohonnej látky je potrebné na získanie danej dynamiky.
Motory Dawn majú špecifický impulz 3100 sekúnd a ťah 90 mNewtonov. Chemická raketa na kozmickej lodi môže mať nápor až 500 Newtonov a špecifický impulz kratší ako 1 000 sekúnd.
VASIMR má 4 newtonové ťahy (0,9 libier) so špecifickým impulzom asi 6 000 sekúnd.
VASIMR má dve ďalšie dôležité vlastnosti, ktoré ho odlišujú od ostatných plazmových pohonných systémov. Má schopnosť meniť parametre výfukových plynov (ťah a špecifický impulz), aby optimálne zodpovedala požiadavkám misie. Výsledkom je najnižší čas jazdy s najvyšším užitočným zaťažením pre dané množstvo paliva.
Okrem toho VASIMR nemá žiadne fyzikálne elektródy v kontakte s plazmou, čo predlžuje životnosť motora a umožňuje vyššiu hustotu výkonu ako v iných prevedeniach.
Na uskutočnenie výletu na Mars za 39 dní by bolo potrebné, aby bol iónový motor VASIMR s motorom 10 až 20 megawattov spojený s jadrovou energiou, aby sa dramaticky skrátili doby tranzitu človeka medzi planétami. Čím kratšia cesta, tým menej astronautov by bolo vystavených ožarovaniu vesmíru a prostredie mikrogravitácie, ktoré sú významnými prekážkami pri misiách na Marse.
Motor bude pracovať tak, že bude v prvej polovici letu nepretržite strieľať, aby sa zrýchlil, a potom otáčal, aby sa kosmická loď odštartovala v druhej polovici. Okrem toho, VASIMR by mohol povoliť potrat na Zemi, ak by sa vyskytli problémy v počiatočných fázach misie, schopnosť, ktorú konvenčné motory nemajú k dispozícii.
VASIMR by sa tiež mohol prispôsobiť tak, aby zvládal vysoké užitočné zaťaženie robotických misií a poháňal nákladné misie s veľmi veľkým zlomkom užitočného zaťaženia. Čas vypnutia a hmotnosť užitočného zaťaženia sú hlavnými obmedzeniami konvenčných a jadrových tepelných rakiet z dôvodu ich prirodzene nízkych špecifických impulzov.
Chang-Diaz pracuje na vývoji koncepcie VASIMR od roku 1979, predtým ako založil Ad Astra v roku 2005 na ďalší rozvoj projektu.
Zdroj: PhysOrg
