Rachetă cu Magnetoplasmă cu impuls specific variabil

primul experiment VASIMR a fost realizat la Institutul de Tehnologie din Massachusetts în 1983. Rafinamente importante au fost introduse în anii 1990, inclusiv utilizarea sursei de plasmă helicon, care a înlocuit pistolul cu plasmă prevăzut inițial și electrozii săi, adăugând durabilitate și viață lungă.

începând cu 2010, Ad Astra Rocket Company (AARC) a fost responsabilă pentru dezvoltarea VASIMR, semnând primul acord Space Act în 23 iunie 2005 pentru privatizarea tehnologiei VASIMR. Franklin Chang D-Rica este președintele și CEO-ul Ad Astra, iar compania a avut o instalație de testare în Liberia, Costa Rica, în campusul Universității Pământului.

VX-10 până la VX-50Edit

în 1998, primul experiment cu plasmă helicon a fost efectuat la ASPL. Experimentul VASIMR (VX) 10 în 1998 a realizat o descărcare de plasmă RF Helicon de până la 10 kW și VX-25 în 2002 de până la 25 kW. Până în 2005, progresul la ASPL a inclus producția completă și eficientă de plasmă și accelerarea ionilor plasmatici cu forța de 50 kW, 0,5 newtoni (0,1 lbf) VX-50. Datele publicate despre 50 kW VX-50 au arătat că eficiența electrică este de 59% pe baza unei eficiențe de cuplare de 90% și a unei eficiențe de creștere a vitezei ionilor de 65%.

VX-100edit

experimentul VASIMR de 100 kilowați a funcționat cu succes până în 2007 și a demonstrat o producție eficientă de plasmă cu un cost de ionizare sub 100 eV. Ieșirea plasmei VX – 100 a triplat înregistrarea anterioară a VX-50.

VX-100 era de așteptat să aibă o eficiență de creștere a vitezei ionilor de 80%, dar nu a putut atinge această eficiență din cauza pierderilor din conversia curentului electric de curent continuu la puterea de frecvență radio și a echipamentului auxiliar pentru magnetul supraconductor. În schimb, 2009 state-of-the-art, modele de motoare cu ioni dovedite, cum ar fi NASA propulsie electrică de mare putere (HiPEP) a funcționat la 80% eficiență energetică totală a propulsorului/PPU.

VX-200modificare

motor cu plasmă VX – 200 la putere maximă, folosind ambele trepte cu câmp magnetic complet

la 24 octombrie 2008, compania a anunțat într-un comunicat de presă că componenta de generare a plasmei helicon a motorului de 200 kW VX-200 a atins starea operațională. Tehnologia cheie care permite, solid-state DC-RF power-processing, a atins 98% eficiență. Descărcarea helicon a folosit 30 kW de unde radio pentru a transforma gazul argon în plasmă. Restul de 170 kW de putere a fost alocat pentru accelerarea plasmei în a doua parte a motorului, prin încălzirea prin rezonanță cu ciclotron ionic.

pe baza datelor din testarea VX-100, era de așteptat ca, dacă superconductorii la temperatura camerei sunt descoperiți vreodată, motorul VX-200 ar avea o eficiență a sistemului de 60-65% și un nivel potențial de împingere de 5 N. impulsul specific optim părea să fie în jur de 5.000 s folosind propulsor cu argon cu cost redus. Una dintre problemele rămase netestate a fost dacă plasma fierbinte s-a detașat efectiv de rachetă. O altă problemă a fost gestionarea căldurii reziduale. Aproximativ 60% din energia de intrare a devenit energie cinetică utilă. O mare parte din restul de 40% sunt ionizări secundare din liniile de câmp magnetic care traversează plasma și divergența de evacuare. O parte semnificativă din acel 40% a fost căldura reziduală (a se vedea eficiența conversiei energiei). Gestionarea și respingerea căldurii reziduale este critică.

între aprilie și septembrie 2009, au fost efectuate teste de 200 kW pe prototipul VX-200 cu magneți supraconductori 2tesla care sunt alimentați separatși nu sunt luați în considerare în niciun calcul de „eficiență”. În noiembrie 2010, s-au efectuat teste de ardere de lungă durată, cu putere maximă, atingând funcționarea la starea de echilibru timp de 25 de secunde și validând caracteristicile de bază ale proiectării.

rezultatele prezentate în ianuarie 2011 au confirmat faptul că punctul de proiectare pentru o eficiență optimă pe VX-200 este viteza de evacuare de 50 km/s sau un Isp de 5000 s. 200 kW VX-200 a executat mai mult de 10.000 de trageri ale motorului cu propulsor argon la putere maximă până în 2013, demonstrând o eficiență mai mare de 70% a propulsorului în raport cu puterea RF.

VX-200ssedit

în martie 2015, Ad Astra a anunțat un premiu de 10 milioane de dolari de la NASA pentru a avansa pregătirea tehnologică a următoarei versiuni a motorului VASIMR, VX-200ss pentru a satisface nevoile misiunilor spațiale profunde. SS în numele standuri pentru” starea de echilibru”, ca un scop al testului de lungă durată este de a demonstra funcționarea continuă la starea de echilibru termic.

în August 2016, Ad Astra a anunțat finalizarea etapelor pentru primul an al contractului său de 3 ani cu NASA. Acest lucru a permis primele trageri cu plasmă de mare putere ale motoarelor, cu un obiectiv declarat de a atinge 100 de ore și 100 kW până la jumătatea anului 2018. În August 2017, compania a raportat finalizarea etapelor sale din anul 2 pentru motorul rachetă cu plasmă electrică VASIMR. NASA a dat aprobarea ca Ad Astra să continue cu anul 3 după revizuirea finalizării unui test cumulativ de 10 ore al motorului VX-200ss la 100 kW. Se pare că proiectul planificat de 200 kW este rulat la 100 kW din motive care nu sunt menționate în comunicatul de presă.

în August 2019, Ad Astra a anunțat finalizarea cu succes a testelor unei noi generații de unități de procesare a puterii de frecvență radio (RF) (PPU) pentru motorul VASIMR, construit de Aethera Technologies Ltd. din Canada. Ad Astra a declarat o putere de 120 kW și >97% eficiență energetică electrică-RF și că, la 52 kg, noul PPU RF este cu aproximativ 10x mai ușor decât PPU-urile propulsoarelor electrice concurente (raport putere-greutate: 2,31 kW/kg)

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.