VASIMR
Variebla Specifa Impulsa Magnetoplasma Raketo (angle Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket, mallongigite VASIMR) estas novtipa, novstruktura, plasma pelilo, „motoro”. Ĝia funkcia principo estas, ke ĝi unuafoje varmegigas per radioondoj - jonigas la pelaĵon (fuelon), poste ekcelas ĝin per magnetaj kampoj, tiel estigante ŝovforton.
La teĥnologio de varmegigo de la plasmo venas originale el esploroj de la nuklea fuzio. Celo de VASIMR estas interponti la abismon inter la et-ŝovfortaj, sed kun grandaj impulsaj densoj kaj la eg-ŝovfortaj, sed kun malgrandaj impulsaj densoj. La VASIMR povas funkcii en ambaŭ metodoj. Ĝian principon ellaboris la kosmonaŭto kaj kostarika sciencisto, Franklin Chang-Diaz kaj evoluigas ĝin ekde 1979, do ekde 2005 kiel ĉefo de la ekstera kunlabora firmao de NASA, la Ad Astra.
Principo
La VASIMR jonigas la gason per mikroonda hejtado, tio similas al proceso en la mikroondilo. Poste ĝi akcelas la plasmon per magneta kampo je la celita rapido. Ĉar la akcelo okazas per magneta kampo, oni ne uzas elektrodojn, tiel oni povas eviti la ĉefan problemon de la jonpeliloj, erodon de la elektrodoj. Pluajn partojn de la pelilo protektas same la magneta kampo disde la varmega plasmo, pro kio la vivdaŭro de la motoro estas pli longa ol ĉe tradiciaj jonpeliloj.
La pelilo estas dividebla je tri fazoj:
- Oni hejtas la gason ĝis plasmostato per helicaj radioantenoj,
- oni pluhejtas la plasmon, nun per radioondoj,
- oni konvertas la internan varmon de la plasmo al kineta (mov)energio per la magnetaj kampoj.
Oni povas varii la impulsan denson aŭ ŝovforton per kvanto de la donita plasmo kaj per intenseco de la radia hejtado.
Gravas rimarki, ke la dua fazo estas tre mallonga, la pelgaso forlasa la pelilon antaŭ atingo de la termika distribuo. Preskaŭ plena energio de la hejtado transformiĝas la movenergio de la plasmo. Pro tio la energia spektro de la jonoj estas tre mallarĝa, kio ebligas uzon de tre simplaj magnetoj en la tria fazo de la motoro. Oni celas plu grandigi la efikecon per uzo de superkonduktaj magnetoj. La unuaj eksperimentoj tiuterene komenciĝis en 2009.
Rapido
Laŭ la nunaj planoj, VASIMR kapablas eligi gasojn kun rapido de 30 ĝis 300 km/s, kiu estas malgrandigebla por grandigi la ŝovforton. Ĝi havas la megavatan povumon, kiu estas pli granda ol tiuj de la jonpeliloj.
Aplikoj
La ŝovforto de la VASIMR estas tre malgranda por lanĉado desur la Tero. Oni celas solvi etkoste sekvaj taskojn per ĝi:
- kompensado de malaltiĝo de la kosmostacioj, pro la bremsiĝo en la alta atmosfero (nun 2,5 km/jaro).
- transporto de ŝarĝoj al Lunoorbito,
- replenigo de kosmoŝipoj en la kosmo (per pelaĵoj),
- resavo de materialoj el la kosmo,
- grandrapida transporto al foregaj celoj (trans la Marson).
Por la grandrapidaj transportoj de VASIMR necesas energiofono kun eta maso, sed kun granda energia denso, tiel plej verŝajne nuklea energio.
Tipoj
- VX50: eksperimenta motoro kun povumo de 50 kW, efikeco 59%, ŝovforto 0,5 N
- VX100: atendata efikeco 72%
- VF200: atendata ŝovforto 5N, kun gasforlasa rapido de 50 km/s. Oni celas provi ĝin en Internacia Kosmostacio en 2012.
Oni uzas argonon kiel pelgason en la surteraj eksperimentoj, sed oni volas uzi la kosmostacian hidrogenon (nun rubaĵo eligita en la kosmon) ĉe VF200 en la IKs.