NASA plánuje testování vesmírného pohonu nové generace na ISS

19. 02. 2011

Vesmírné sondy Mars VASIMR Vesmír ISS Vesmírný pohon

Doprava ve vesmíru vyžaduje vysoké rychlosti. Obrovské vzdálenosti mezi planetami jsou jednou z největších překážek, které brání tomu, aby k nim cestovali lidé. S aktuálně používanými technologiemi trvá cesta na Mars několik měsíců, například vesmírné sondě s robotem Curiosity, která se vypraví na Mars letos v listopadu, potrvá cesta k vedlejší planetě celých 9 měsíců. Tak dlouhý let by při cestě s lidskou posádkou znamenal nutnost obrovského množství zásob a výrazné navýšení všech rizik, která s sebou cestování vesmírem přináší.

Koncept vesmírné lodi

koncept vesmírné lodi navržený společností Ad Astra Rockets pro dopravu na Měsíc. Loď na obrázku vyrábí elektřinu solárními panely a pohání ji 4 motory VASIMR.

Image credit:

Bývalý astronaut NASA, Franklin Chang-Diaz ze společnosti Ad Astra Rocket Company, vyvíjí novou generaci vesmírného pohonu, který by měl výrazně zkrátit čas nutný pro cesty k planetám naší sluneční soustavy. Nová technologie vesmírného pohonu se označuje jako VASIMR (VAriable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) a cestu na Mars by mohla podle Chang-Diaze zkrátit na pouhých 39 dní, dnes taková cesta trvá déle jak půl roku.

Fungování magneto-plazmatického motoru je v několika ohledech podobné jako u iontových motorů, které jsou používány u některých aktuálních vesmírných misí. Iontové pohony využívají elektricky nabitých částic plynu ke generování tahu motoru. U motorů nové generace VASIMR je využíváno elektromagnetických vln k vytvoření a následnému energizování horké plazmy, nabité částice se v horké plazmě pohybují velkými rychlostmi, protože vazby mezi nimi navzájem slábnou, a unikají tryskou ven z komory, čímž pohánějí vesmírnou sondu kupředu.

Podobně jako u iontových pohonů nelze počítat s tím, že by byly využívány pro dopravu ze Země na oběžnou dráhu, protože nedisponují dostatečně silným tahem. Jejich efekt se projevuje až po delší době provozu a funguje pouze ve vesmírném vakuu, kde neexistuje žádné tření. Motor VASIMR poskytuje vesmírné lodi mírné, ale kontinuální navyšování rychlosti, které dokáže udržet po velmi dlouhou dobu. Konstrukce pohonu zajišťuje dlouhobodé fungování, které vyžaduje přísun energie a relativně malé množství paliva.

Kromě ionizovaných plynů jako je xenon nebo vodík vyžaduje VASIMR také dostatečný přísun elektrické energie. Pro cestu na Mars by bylo potřeba generovat alespoň jeden kilowatt elektřiny na každý kilogram váhy vesmírné lodi. U cesty s lidskou posádkou na Mars za 40 dní je odhadována minimální náročnost na zdroj energie na 200 megawatt. To by mohl být problém, protože současné solární panely používané ve vesmíru generují elektřinu v poměru 20 kg/kW. Nové solární panely, které vyvíjí DARPA, americká agentura při Pentagonu, by mohly dosáhnout 7 kg/kW, ale i to je málo. Jako nejpravděpodobnější řešení se tedy konstruktérům jeví použití jaderného reaktoru, nicméně jeho podoba existuje zatím pouze na papíře.

Ve vývoji je první prototyp pohonu VASIMR VF-200-1, který by měl podle podepsané dohody mezi NASA a Ad Astra podstoupit první testy ve vesmíru. V listopadu 2010 se inženýrům podařilo dosáhnout milníku, když experimentální motor VX-200 generoval stabilní energii o síle 200 kW. Podobně silný VF-200-1 se připravuje na testy na Mezinárodní vesmírné stanici. Společnost Ad Astra už jedná o dopravě prototypu s privátními společnostmi SpaceX a Orbital Sciences. Podle časopisu Aviation Week, by měl test proběhnout v roce 2014, jiné zdroje ale uvádějí i dřívější termíny, jako pravděpodobnější se jeví například už rok 2012 nebo 2013.