Wehikuł z innej epoki

{obrazek http://img138.imageshack.us/img138/5487/56600796.jpg} Dzięki nowemu silnikowi plazmowemu misja na Marsa może dolecieć do tej planety zaledwie w ciągu 39 dni zamiast ośmiu miesięcy. 

W XIX wieku Juliusz Verne wysunął hipotezę, wedle której kulę ziemską można okrążyć w ciągu 80 dni. Życie pokazało, że miał rację. Na początku XXI wieku amerykański kosmonauta twierdzi, że można zbudować silnik, który zrewolucjonizuje transport w kosmosie. 

Przy zastosowaniu napędu rakietowego, jakim dysponuje współczesna ziemska cywilizacja, podróże do planet Układu Słonecznego muszą trwać latami, lot na Marsa w jedną stronę nie może trwać krócej niż osiem miesięcy. Natomiast nowy silnik sprawi, że ziemski statek doleci do Czerwonej Planety w ciągu 39 dni. Taka skrócona podróż miałaby ogromne znaczenie dla kosmonautów, byliby dużo krócej wystawieni na promieniowanie kosmiczne. Przebywaliby także dużo krócej w stanie nieważkości, który w długich odcinkach czasu wpływa niekorzystnie na ludzki organizm, osłabia zwłaszcza mięśnie i kości. 

Wizjoner 

Nazywa się Franklin Chang Diaz. Ma za sobą błyskotliwą karierę badacza i astronauty. Odbył siedem lotów na pokładzie wahadłowców. Jest znakomicie przygotowany zawodowo, ponieważ skończył jedną z najbardziej prestiżowych uczelni technicznych na świecie – MIT (Massachusetts Institute of Technology). Co proponuje? 

{obrazek http://img534.imageshack.us/img534/5494/40009013.jpg} Silnik plazmowy o zmiennym impulsie właściwym, VASIMR (ang. VAriable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket). Chodzi o napęd statku kosmicznego, wykorzystanie energii mikrofal i pola magnetycznego do wytwarzania tzw. ciągu. Prace nad takim napędem rozpoczęto w roku 1979 w Charles Stark Draper Laboratory pod kierownictwem dr. Franklina Chang-Diaza. Kontynuowano je w Plasma Fusion Center należącym do MIT. Obecnie prace nad napędem prowadzi Advanced Space Propulsion Laboratory. 

Prototyp silnika o nazwie VX-200 przeszedł już udane testy w komorze próżniowej. Zasada działania nowego napędu polega na podgrzaniu gazu szlachetnego argonu do temperatury kilku milionów stopni. Otrzymana w ten sposób wiązka plazmy ograniczana jest silnym polem magnetycznym, aby nie stykała się ze ścianami silnika. Wiązka ta zostaje przyspieszona i wyrzucona poprzez cewkę elektromagnetyczną o zmiennej średnicy. Pozwala to na uzyskanie ciągu silniejszego lub słabszego, w zależności od tego, czy otwór wyrzucający strumień jest bardziej czy mniej otwarty. Energię elektryczną niezbędną do wytwarzania gigantycznej temperatury i pola magnetycznego zapewni reaktor atomowy zainstalowany na pokładzie statku kosmicznego. Start takiego wehikułu będzie się odbywał z niskiej orbity Ziemi. 

Siła ciągu 

Silniki zbudowane na takiej zasadzie będą zdolne do przewożenia w przestrzeni wielkich ładunków – żywności, wody, wyposażenia, aparatury naukowej. 

Zdaniem Franklina Chang-Diaza silniki typu VASIMR będą budowane także w mniejszej wersji. Na przykład mogą być z powodzeniem wykorzystywane do zaopatrywania w paliwo satelitów geostacjonarnych, zarówno telekomunikacyjnych, jak i meteorologicznych. Dostarczenie paliwa do takich satelitów przedłużałoby bardzo poważnie ich żywotność. Małe silniki VASIMR nadawałyby się do zmiany orbity dużych obiektów jak stacje kosmiczne, które mają tendencję do regularnej utraty wysokości. Obecnie to zadanie spada na rosyjskie statki Progress, a w przyszłości na europejski statek ATV. Jednak silnik VASIMR, nawet w wersji mini, byłby o wiele bardziej skuteczny. 

Próby wkrótce 

Specjaliści z firmy Ad Astra Rocket, założonej pięć lat temu przez Chang-Diaza, biorący udział w pracach nad silnikiemtwierdzą, że zużywałby on zaledwie 320 kg argonu rocznie do korygowania orbity stacji kosmicznej. Tymczasem Progress, aby wykonać tę samą pracę, potrzebuje siedmiu ton ergolu (paliwo rakietowe). 

NASA podpisała już porozumienie z Ad Astra Rocket w sprawie instalacji na Międzynarodowej stacji Kosmicznej ISS w roku 2013 drugiego prototypu silnika VX-200. 

Chodzi o wypróbowanie go przez wiele miesięcy już nie w warunkach laboratoryjnych, a w prawdziwej przestrzeni kosmicznej. Taki silnik może funkcjonować jedynie w próżni. Dlatego nie nadaje się do rakiet startujących z Ziemi. Na niską orbitę będzie musiała go wynieść klasyczna rakieta. Jeżeli rezultaty eksperymentu, który zostanie przeprowadzony za trzy lata, okażą się zachęcające, prawdopodobnie zapadnie decyzja o budowie silnika plazmowego. NASA gotowa jest wyasygnować na ten cel 3,1 mln dolarów w 2016 roku. 

Nie tylko Amerykanie myślą poważnie o całkowicie nowym silniku. Szef rosyjskiej agencji kosmicznej Roskosmos Anatolij Perminow powiedział: – Lot załogowy na Marsa powinien się odbywać przy wykorzystaniu statku z nowym systemem napędowym, a nie istniejących silników rakietowych. Być może będą to urządzenia jądrowe. Nie jest tajemnicą, że w Rosji się nad nimi pracuje. 

Zdaniem Charlesa Bolerna, szefa NASA, już pod koniec bieżącej dekady powinny się pojawić jeszcze inne systemy, dzięki którym będą odbywały się loty międzyplanetarne w czasie krótszym od życia człowieka.

Źródło: Rzeczpospolita