ใช้จรวดเคมีแบบดั้งเดิมเดินทางไปดาวอังคารอย่างรวดเร็วนาน 6 เดือน บริษัท Ad Astra Rocket ได้ทำการทดสอบจรวดพลาสม่าที่เรียกว่าเครื่องยนต์ VASIMR VX-200 ซึ่งวิ่งที่ 201 กิโลวัตต์ในห้องสูญญากาศผ่านเครื่องหมาย 200 กิโลวัตต์เป็นครั้งแรก “ มันเป็นจรวดพลาสม่าที่ทรงพลังที่สุดในโลกในขณะนี้” Franklin Chang-Diaz อดีตนักบินอวกาศนาซ่าและซีอีโอของ Ad Astra กล่าว บริษัท ได้ลงนามในข้อตกลงกับ NASA เพื่อทดสอบเครื่องยนต์ VASIMR ขนาด 200 กิโลวัตต์บนสถานีอวกาศนานาชาติในปี 2556
การทดสอบบนสถานีอวกาศนานาชาติจะให้การสนับสนุนเป็นระยะกับสถานีอวกาศซึ่งจะค่อยๆลดลงในระดับความสูงเนื่องจากการลากบรรยากาศ ในปัจจุบันยานอวกาศของ ISS นั้นได้รับการขับเคลื่อนด้วยเครื่องขับดันแบบทั่วไปซึ่งใช้เชื้อเพลิงขับเคลื่อนประมาณ 7.5 ตันต่อปี โดยการลดจำนวนนี้ลงเหลือ 0.3 ตัน Chang-Diaz ประมาณการว่า VASIMR สามารถประหยัด NASA ได้หลายล้านดอลลาร์ต่อปี
การทดสอบเมื่อสัปดาห์ที่แล้วเป็นครั้งแรกที่เครื่องยนต์ต้นแบบจรวดขนาดเล็ก VASIMR ของ บริษัท VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) ได้รับการสาธิตอย่างเต็มกำลัง
เครื่องยนต์พลาสมาหรือไอออนใช้คลื่นวิทยุในการให้ความร้อนกับก๊าซเช่นไฮโดรเจนอาร์กอนและนีออนทำให้เกิดพลาสมาร้อน สนามแม่เหล็กบังคับให้พลาสม่าที่มีประจุออกมาด้านหลังของเครื่องยนต์ทำให้เกิดแรงขับในทิศทางตรงกันข้าม
พวกมันให้แรงขับน้อยกว่าในช่วงเวลาที่กำหนดมากกว่าจรวดเคมีซึ่งหมายความว่าพวกมันไม่สามารถทำลายแรงโน้มถ่วงของโลกได้ด้วยตนเอง นอกจากนี้เครื่องยนต์ไอออนจะทำงานในสุญญากาศ แต่เมื่ออยู่ในอวกาศพวกเขาสามารถให้แรงผลักดันอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายปีเช่นลมที่ผลักเรือใบเร่งตัวทีละน้อยจนกระทั่งยานเคลื่อนที่เร็วกว่าจรวดเคมี พวกเขาผลิตแรงขับเพียงปอนด์เท่านั้น แต่ในพื้นที่ที่เพียงพอที่จะเคลื่อนย้ายสินค้า 2 ตัน
เนื่องจากความเร็วสูงที่เป็นไปได้จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงน้อยลงกว่าในเครื่องยนต์ทั่วไป
ปัจจุบันยานอวกาศ Dawn กำลังเดินทางไปยังดาวเคราะห์น้อยเซเรสและเวสต้าใช้การขับเคลื่อนด้วยไอออนซึ่งจะทำให้โคจรรอบเวสต้าจากนั้นออกจากและมุ่งหน้าไปที่เซเรส มันเป็นไปไม่ได้กับจรวดธรรมดา ยิ่งไปกว่านั้นในเครื่องยนต์อวกาศไอออนมีความเร็วสิบเท่าของจรวดเคมี
แรงขับของจรวดวัดเป็นนิวตัน (1 นิวตันมีค่าประมาณ 1/4 ปอนด์) แรงกระตุ้นเฉพาะเป็นวิธีการอธิบายประสิทธิภาพของเครื่องยนต์จรวดและวัดในเวลา (วินาที) มันหมายถึงแรงกระตุ้น (เปลี่ยนโมเมนตัม) ต่อหน่วยของจรวด ยิ่งมีแรงกระตุ้นเฉพาะสูงเท่าไรก็ยิ่งจำเป็นต้องมีแรงขับมากขึ้นเท่านั้น
เครื่องยนต์ของ Dawn มีแรงกระตุ้นเฉพาะ 3100 วินาทีและแรงขับ 90 นิวตัน จรวดเคมีบนยานอวกาศอาจมีแรงขับสูงถึง 500 นิวตันและแรงกระตุ้นเฉพาะน้อยกว่า 1,000 วินาที
VASIMR มีแรงขับ 4 นิวตัน (0.9 ปอนด์) โดยมีแรงกระตุ้นเฉพาะประมาณ 6,000 วินาที
VASIMR มีคุณสมบัติสำคัญอีกสองประการที่แยกความแตกต่างจากระบบขับเคลื่อนพลาสมาอื่น ๆ มันมีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ไอเสีย (แรงขับและแรงกระตุ้นเฉพาะ) เพื่อให้เหมาะกับความต้องการของภารกิจ ซึ่งส่งผลให้เวลาเดินทางต่ำที่สุดพร้อมกับน้ำหนักบรรทุกสูงสุดสำหรับภาระน้ำมันเชื้อเพลิงที่กำหนด
นอกจากนี้ VASIMR ไม่มีอิเล็กโทรดทางกายภาพที่สัมผัสกับพลาสมายืดอายุการใช้งานของเครื่องยนต์และเปิดใช้งานความหนาแน่นพลังงานสูงกว่าในรูปแบบอื่น ๆ
ในการเดินทางไปดาวอังคารใน 39 วันนั้นเครื่องยนต์ไอออน VASIMR ของเครื่องยนต์ VASIMR ขนาด 10 ถึง 20 เมกะวัตต์จะต้องควบคู่ไปกับพลังงานนิวเคลียร์เพื่อลดระยะเวลาการขนส่งมนุษย์ระหว่างดาวเคราะห์อย่างมาก ยิ่งการเดินทางสั้นลงเท่าไหร่นักบินอวกาศที่มีเวลาน้อยก็จะได้รับรังสีจากอวกาศและสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำ
เครื่องยนต์จะทำงานโดยการยิงอย่างต่อเนื่องในช่วงครึ่งแรกของเที่ยวบินเพื่อเร่งความเร็วจากนั้นจึงหันยานอวกาศไปในช่วงครึ่งหลัง นอกจากนี้ VASIMR อาจอนุญาตให้มีการยกเลิกไปยังโลกได้หากเกิดปัญหาในช่วงระยะแรกของภารกิจความสามารถที่ไม่สามารถใช้ได้กับเครื่องยนต์ทั่วไป
VASIMR ยังสามารถปรับให้เข้ากับการรับภาระภารกิจหุ่นยนต์สูงและขับเคลื่อนภารกิจการขนส่งสินค้าด้วยส่วนของมวลบรรทุกที่มีขนาดใหญ่มาก เวลาในการเดินทางและมวลบรรทุกของเป็นข้อ จำกัด ที่สำคัญของจรวดแบบใช้ความร้อนทั่วไปและนิวเคลียร์เนื่องจากมีแรงกระตุ้นเฉพาะที่ต่ำ
Chang-Diaz ได้ทำงานเกี่ยวกับการพัฒนาแนวคิด VASIMR ตั้งแต่ปี 1979 ก่อนที่จะก่อตั้ง Ad Astra ในปี 2005 เพื่อพัฒนาโครงการต่อไป
ที่มา: PhysOrg
