Variabel specifik Impulsmagnetoplasma raket

det första VASIMR-experimentet genomfördes vid Massachusetts Institute of Technology 1983. Viktiga förfiningar introducerades på 1990-talet, inklusive användningen av helicon plasmakälla, som ersatte plasmapistolen som ursprungligen förutsågs och dess elektroder, vilket ökade hållbarheten och lång livslängd.

från och med 2010 var Ad Astra Rocket Company (AARC) ansvarig för VASIMR-utveckling och undertecknade det första Space Act-avtalet den 23 juni 2005 för att privatisera VASIMR-teknik. Franklin Chang D Jacobaz är ad Astras ordförande och VD, och företaget hade en testanläggning i Liberia, Costa Rica på campus Earth University.

VX-10 till VX-50edit

1998 utfördes det första Helicon-plasmaexperimentet vid ASPL. VASIMR experiment (VX) 10 1998 uppnådde en helicon RF-plasmautsläpp på upp till 10 kW och VX-25 2002 på upp till 25 kW. Vid 2005 inkluderade framsteg vid ASPL full och effektiv plasmaproduktion och acceleration av plasmajonerna med 50 kW, 0,5 Newton (0,1 lbf) dragkraft VX-50. Publicerade data på 50 kW VX-50 visade att den elektriska effektiviteten var 59% baserat på en 90% kopplingseffektivitet och en 65% jonhastighet som ökar effektiviteten.

VX-100edit

VASIMR-experimentet på 100 kilowatt kördes framgångsrikt 2007 och visade effektiv plasmaproduktion med en joniseringskostnad under 100 eV. VX-100 plasmautgång tredubblades tidigare rekord för VX-50.

VX-100 förväntades ha en jonhastighetsförstärkningseffektivitet på 80%, men kunde inte uppnå denna effektivitet på grund av förluster från omvandlingen av likström till radiofrekvenseffekt och hjälputrustningen för den supraledande magneten. Däremot 2009 state-of-the-art, beprövade jonmotordesigner som NASA: s High Power Electric Propulsion (HiPEP) drivs med 80% Total thruster/PPU energieffektivitet.

VX-200REDIGERA

VX-200 plasmamotor med full effekt, med båda stegen med fullt magnetfält

den 24 oktober 2008 meddelade företaget i ett pressmeddelande att Helicon plasma generation-komponenten i 200 kW VX-200-motorn hade nått driftsstatus. Den viktigaste möjliggörande tekniken, solid-state DC-RF power-processing, nådde 98% effektivitet. Helicon-urladdningen använde 30 kW radiovågor för att förvandla argongas till plasma. De återstående 170 kW kraften tilldelades för acceleration av plasma i den andra delen av motorn, via joncyklotronresonansuppvärmning.

baserat på data från VX-100-testning förväntades det att, om rumstemperatursupraledare någonsin upptäcks, skulle VX-200-motorn ha en systemeffektivitet på 60-65% och en potentiell trycknivå på 5 N. Optimal specifik impuls tycktes vara cirka 5000 s med låg kostnad Argon drivmedel. En av de återstående otestade frågorna var om den heta plasman faktiskt lossnade från raketen. En annan fråga var hantering av spillvärme. Cirka 60% av den ingående energin blev användbar kinetisk energi. Mycket av de återstående 40% är sekundära joniseringar från plasma som passerar magnetfältlinjer och avgasdivergens. En betydande del av dessa 40% var spillvärme (se energiomvandlingseffektivitet). Att hantera och avvisa att spillvärme är kritisk.

mellan April och September 2009 utfördes 200 kW-tester på VX-200-prototypen med 2tesla superledande magneter som drivs separatoch inte redovisas i några ”effektivitetsberäkningar”. Under November 2010 utfördes lång varaktighet, full effekt avfyrningstester, nådde steady state-drift i 25 sekunder och validerade grundläggande designegenskaper.

resultat som presenterades i januari 2011 bekräftade att designpunkten för optimal effektivitet på VX-200 är 50 km/s avgashastighet, eller en Isp på 5000 s. 200 kW VX-200 hade utfört mer än 10 000 motorbränningar med argon drivmedel vid full effekt 2013, vilket visar större än 70% thruster effektivitet i förhållande till RF-effektingång.

VX-200ssedit

i mars 2015 tillkännagav Ad Astra ett pris på 10 miljoner dollar från NASA för att främja teknikberedskapen för nästa version av VASIMR-motorn, VX-200ss för att möta behoven hos djupa rymduppdrag. SS i namnet står för” steady state”, som ett mål för testet med lång varaktighet är att visa kontinuerlig drift vid termiskt steady state.

i augusti 2016 tillkännagav Ad Astra slutförandet av milstolparna för det första året av sitt 3-åriga kontrakt med NASA. Detta möjliggjorde första högeffektiva plasmaavfyrningar av motorerna, med ett uttalat mål att nå 100 timmar och 100 kW i mitten av 2018. I augusti 2017 rapporterade företaget att de slutförde sina milstolpar år 2 för VASIMR electric plasma rocket engine. NASA gav godkännande för Ad Astra att fortsätta med år 3 efter att ha granskat slutförandet av ett 10-timmars kumulativt test av VX-200ss-motorn vid 100 kW. Det verkar som om den planerade 200 kW-designen körs på 100 kW av skäl som inte nämns i pressmeddelandet.

i augusti tillkännagav 2019 Ad Astra framgångsrikt slutförande av tester av en ny generation radiofrekvens (RF) Kraftbehandlingsenhet (PPU) för VASIMR-motorn, byggd av Aethera Technologies Ltd. från Kanada. Ad Astra förklarade en effekt på 120 kW och >97% elektrisk-till-RF-effekteffektivitet, och att den nya RF PPU vid 52 kg är cirka 10x lättare än PPU: erna för konkurrerande elektriska thrusters (effekt-till-vikt-förhållande: 2.31 kW/kg)

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.