-» Проект MJ-12 -» Освоение Марса »

---

Электромагнитный ускоритель с изменяемым удельным импульсом (англ. Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket, VASIMR™) - электромагнитный плазменный ускоритель, предназначен для реактивного ускорения КА. Реактивный двигатель использует радиоволны для ионизации рабочего тела с последующим разгоном полученной плазмы с помощью электромагнитного поля для получения тяги.
Метод нагрева плазмы, используемый в VASIMR, изначально был разработан в результате исследования в области термоядерного синтеза. Цель разработки VASIMR заполнить разрыв между высокоэффективными реактивными системами малой тяги с высоким удельным импульсом и низкоэффективными системами большой тяги с низким удельным импульсом. VASIMR способен работать в режимах близким к системам большой тяги и малой. Концепция двигателя предложена учёным и бывшим астронавтом Франклином Чанг-Диазом из Коста-Рики в 1979 г, продолжая развитие до нынешних дней.

В данный момент находится в фазе испытаний.

 

VASIMR не подходит для запуска полезной нагрузки с поверхности Земли из-за его низкого соотношения тяги к массе и может быть использован только в вакууме. Он может быть использован в качестве последней ступени, сокращая потребность в топливе для транспортировки в космосе. Ожидается, что двигатель должен выполнять эти операции за доли стоимости от стоимости на основе технологий химического реактивного движения:

Другие применения VASIMR, такие как быстрая транспортировка людей к Марсу, требуют очень высоких энергий, источников энергии с небольшой массой, такой как ядерная энергия.

В Августе 2008 г., Тим Гловер (Tim Glover), директор по развитию фирмы Ад Астра (Ad Astra), публично заявил, что первым ожидаемым применением двигателя VASIMR является "заброс грузов (не людей) с низкой околоземной орбиты на низкую лунную орбиту" и будет предназначено для поддержки программы НАСА возвращения на Луну.

 

 

24 октября 2008 года компания заявила, что аспект генерации плазмы двигателем VX-200 с помощью радиоволн первой ступени или твердотельным высокочастотным излучателем энергии достиг планируемых рабочих показателей. Ключевая технология, твердотельное преобразование энергии постоянного тока в радиоволны, стала крайне эффективной и достигла уровня 98%.

 

На основании данных, опубликованных по предыдущим испытаниям VX-100[8], можно ожидать, что двигатель VF-200, который должен быть установлен на МКС, будет иметь системную эффективность 60-65% и уровень тяги 5 Н. Оптимальный удельный импульс предполагается на уровне 5 000 сек с использованием в качестве рабочего тела газа аргон. Удельная мощность оценивается в 1.5 кг/КВт, что означает, что вес данной версии VASIMR будет составлять только 300 кг.

 

10 декабря 2008 года Ад Астра заключила контракт с НАСА на определение расположения и испытание полетной версии VASIMR VF-200 на Международой космической станции (МКС). Его запуск запланирован на 2011-2012 гг.

 

7 июля 2009 года сотрудники компани Ад Астра успешно испытали плазменный двигатель на сверхпроводящих магнитах

 

 

Наиболее важным применением в обозримом будущем для VASIMR-ускоряемых КА является транспортировка грузов. Многочисленные исследования показали что, несмотря на более продолжительное время полета, VASIMR-ускоряемый аппарат будет гораздо более эффективным при движении в космосе по сравнению с традиционными интегрированными химическими ракетами. Космический буксир, ускоряемый одним VF-200, был бы способен переместить 7 тонн груза с низкой земной орбиты на низкую лунную орбиту примерно за шесть месяцев полета. НАСА планирует перемещение 34 тонн полезного груза от Земли до Луны. Для того, чтобы совершить такое путешествие, должно быть сожжено около 60 тонн кислород/водород. Сопоставимый космический буксир требовал бы 5 двигателей VF-200, потребляющих 1 МВт электроэнергии, получаемой от солнечных батарей или от ядерного реактора. Для того, чтобы проделать такую же работу, подобный буксир потратил бы только 8 тонн аргона. Время полета буксира может быть сокращено за счёт полета с меньшим грузом или используя большее количество аргона в двигателях при меньшем удельном импульсе (большем расходе топлива). Например, пустой буксир при возвращении к Земле должен покрывать это расстояние за 23 дня при оптимальном удельном импульсе 5,000 секунд или за 14 дней при удельном импульсе 3,000 секунд.

 

Что касается пилотируемого полета к Марсу, который может состояться где-то в 2025 г., для работы VASIMR потребуется система, способная обеспечивать его около 12 МВт электроэнергии. При таком уровне мощности ДУ корабль в течение 30 дней будет по спирали поднимать орбиту, еще 85 дней ускоряться, а затем - тормозиться на пути к Марсу. Таким образом, в итоге путешествие к Марсу займет в два раза меньше времени, чем при использовании ЖРД. Посадочный марсианский модуль будет использовать химические двигатели. В качестве источника энергии смотрится ядерный реактор.

---