VASIMR

VASIMR magnetfelt og plasmastråle diagram.

Et futuristiskt rumskib som drives af en VASIMR.

VASIMR (akronym for Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) er en elektrodeløs plasma-motor^[1] udviklet af NASA under ledelse af astronauten og plasmafysikeren Franklin Chang-Diaz. I motorens første trin opvarmes fx hydrogengas ved hjælp radiobølger til en temperatur på cirka 60.000 grader Celsius. Gassen overgår derfor til plasmaform, hvor de elektroner som normalt er bundne til atomerne frigøres. Temperaturen er tilstrækkelig til at forgasse alle materialer, og derfor indesluttes plasmaet med et stærkt magnetfelt som laves af superledende magneter langs hele motorens længde.

I næste trin opvarmes plasmaet yderligere af radiobølger og når en temperatur på over 1 million grader Celsius. Herefter sendes plasmaet ud i rummet i form af en plasmastråle. Den høje temperatur forårsager den høje hastighed af strålen, hvilket betyder at en relativ lille mængde stof bruges for en vis drivkraft, det betyder høj specifik impuls. Den specifikke impuls kan være opimod hundrede gange større end for kemiske raketmotorer. VASIMR-motoren tilbyder variabel specifik impuls, hvilket betyder at den kan siges at have to "gear": Hurtig, for bedste effektivitet, og langsom, for større drivkraft.

Motoren arbejder med elektrisk energi, som på en raket formentlig kræver en specialudviklet kernereaktor.

VX-200

En VX-200 prototype plasma motor blev bygget i 2008. VX-200 belaster ved fuld effekt 200kW. 30kW anvendes til at ionisere argonatomer og 170kW anvendes til accelerationen.

VX-200^[2] er blevet brugt til mere end 10.000 motoraffyringer indtil 2013, og den har demonstreret en fremdriftseffektivitet på mere end 70% — relativ til HF-energi input — med argon ved fuld kraft.^[3]

Rejse til Mars på 39 dage

For at kunne udføre en bemandet rejse til Mars på 39 dage,^[4]^[5]^[6]^[7] skal VASIMR-motoren bruge så meget energi per tid, at kun kernekraft kan dække behovet^[8] på cirka 200.000 kilowatt (200 megawatt) og reaktoren skal have en effekttæthed på 1.000 watt per kilogram (Díaz)^[9]^[10] Denne reaktor skal være temmelig effektiv.^[11]

Kilder/referencer

^ 2007, 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit: High Power Ion Cyclotron Heating In the VASIMR Engine Arkiveret 1. februar 2017 hos Wayback Machine Citat: "...This paper will discuss an experimental investigation of the use of Ion Cyclotron Resonance Heating (ICRH) to provide an efficient method of electrodeless plasma acceleration in the VAriable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket (VASIMR) engine..."
^ 8. okt 2009, ing.dk: Verdens kraftigste plasmamotor blev affyret i Houston
^ Ilin, Andrew V.; Gilman, Daniel A.; Carter, Mark D.; Chang Díaz, Franklin R.; Squire, Jared P.; Farrias, Joseph E. (2013). VASIMR Solar Powered Missions for NEA Retrieval and NEA Deflection (PDF). 33rd International Electric Propulsion Conference. October 6–10, 2013. Washington, D.C. IEPC-2013-336. Arkiveret fra originalen (PDF) 14. maj 2014. Hentet 1. februar 2015.
^ 5. aug 2009, ing.dk: En million grader varme ioner kan sende rumskib til Mars på 39 dage
^ Video: "Mars in 39 Days?: the VASIMR Plasma Engine. Franklin Chang-Diaz, Ph.D."
^ Video: "Nasa - People travel to Mars in 39 days, Very Cool Technology"
^ Video: "39 Days to Mars"
^ David Buden, Space Nuclear Fission Electric Power System: Book 3: Space Nuclear Propulsion and Power
^ Video: VASIMR Debate/The VASIMR Hoax - Dr. Robert Zubrin - 14th International Mars Society Convention, Time Index 14:30
^ More Discussion: NASA Spaceflight Forum: Topic: Vasimr: A true game changer? Role of Vasimir in future programs
^ Phys.org, Jul 16, 2013: New thermocell could harvest waste heat

Eksterne henvisninger

Ad Astra Rocket
NASA: Propulsion systems of the Future Arkiveret 10. februar 2015 hos Wayback Machine
NASA HSF- VASIMR Arkiveret 2. februar 2015 hos Wayback Machine
NASA Tech Brief: VASIMR
Rapid Mars Transits with Exhaust-Modulated Plasma Propulsion (PDF) Arkiveret 16. oktober 2004 hos Wayback Machine

[1] 2007, 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit: High Power Ion Cyclotron Heating In the VASIMR Engine Arkiveret 1. februar 2017 hos Wayback Machine Citat: "...This paper will discuss an experimental investigation of the use of Ion Cyclotron Resonance Heating (ICRH) to provide an efficient method of electrodeless plasma acceleration in the VAriable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket (VASIMR) engine..."

[2] 8. okt 2009, ing.dk: Verdens kraftigste plasmamotor blev affyret i Houston

[ilin2013-3] Ilin, Andrew V.; Gilman, Daniel A.; Carter, Mark D.; Chang Díaz, Franklin R.; Squire, Jared P.; Farrias, Joseph E. (2013). VASIMR Solar Powered Missions for NEA Retrieval and NEA Deflection (PDF). 33rd International Electric Propulsion Conference. October 6–10, 2013. Washington, D.C. IEPC-2013-336. Arkiveret fra originalen (PDF) 14. maj 2014. Hentet 1. februar 2015.

[4] 5. aug 2009, ing.dk: En million grader varme ioner kan sende rumskib til Mars på 39 dage

[5] Video: "Mars in 39 Days?: the VASIMR Plasma Engine. Franklin Chang-Diaz, Ph.D."

[6] Video: "Nasa - People travel to Mars in 39 days, Very Cool Technology"

[7] Video: "39 Days to Mars"

[8] David Buden, Space Nuclear Fission Electric Power System: Book 3: Space Nuclear Propulsion and Power

[9] Video: VASIMR Debate/The VASIMR Hoax - Dr. Robert Zubrin - 14th International Mars Society Convention, Time Index 14:30

[10] More Discussion: NASA Spaceflight Forum: Topic: Vasimr: A true game changer? Role of Vasimir in future programs

[11] Phys.org, Jul 16, 2013: New thermocell could harvest waste heat

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]