Dengan menggunakan roket kimia tradisional, perjalanan ke Marikh - paling cepat - berlangsung selama 6 bulan. Ad Astra Rocket Company menguji roket plasma yang disebut enjin VASIMR VX-200, yang beroperasi pada 201 kilowatt di ruang vakum, melewati tanda 200-kilowatt untuk pertama kalinya. "Ini adalah roket plasma terkuat di dunia sekarang," kata Franklin Chang-Diaz, mantan angkasawan NASA dan CEO Ad Astra. Syarikat itu juga telah menandatangani perjanjian dengan NASA untuk menguji mesin VASIMR 200-kilowatt di Stesen Angkasa Antarabangsa pada tahun 2013.
Ujian di ISS akan memberikan peningkatan berkala ke stesen angkasa, yang secara beransur-ansur turun di ketinggian disebabkan oleh seretan atmosfera. Peningkatan ISS pada masa ini disediakan oleh kapal angkasa dengan pendorong konvensional, yang menggunakan sekitar 7.5 tan propelan per tahun. Dengan mengurangkan jumlah ini menjadi 0.3 tan, Chang-Diaz menganggarkan bahawa VASIMR dapat menjimatkan NASA berjuta-juta dolar per tahun.
Ujian minggu lalu adalah pertama kalinya prototaip skala kecil mesin roket VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) syarikat telah ditunjukkan dengan kekuatan penuh.
Mesin plasma, atau ion menggunakan gelombang radio untuk memanaskan gas seperti hidrogen, argon, dan neon, mewujudkan plasma panas. Medan magnet memaksa plasma yang terisi keluar dari belakang mesin, menghasilkan daya tuju ke arah yang bertentangan.
Mereka memberikan daya tarikan yang jauh lebih sedikit daripada roket kimia, yang bermaksud mereka tidak dapat melepaskan graviti Bumi sendiri. Tambahan pula, enjin ion hanya berfungsi dalam keadaan hampa. Tetapi setelah berada di angkasa, mereka dapat memberikan tekanan berterusan selama bertahun-tahun, seperti angin yang mendorong perahu layar, memecut secara beransur-ansur sehingga kenderaan bergerak lebih cepat daripada roket kimia. Mereka hanya menghasilkan satu pon daya tarikan, tetapi di ruang yang cukup untuk mengangkut 2 tan kargo.
Oleh kerana halaju tinggi mungkin, bahan bakar lebih sedikit diperlukan daripada pada mesin konvensional.
Pada masa ini, kapal angkasa Dawn, dalam perjalanan ke asteroid Ceres dan Vesta, menggunakan pendorong ion, yang akan memungkinkannya mengorbit Vesta, kemudian pergi dan menuju ke Ceres. Ini tidak mungkin dilakukan dengan roket konvensional. Selain itu, enjin ion ruang angkasa mempunyai halaju sepuluh kali ganda daripada roket kimia.
Dorongan roket diukur dalam Newtons (1 Newton kira-kira 1/4 paun). Dorongan khusus adalah cara untuk menggambarkan kecekapan enjin roket, dan diukur dalam masa (saat). Ini mewakili dorongan (perubahan momentum) per unit pendorong. Semakin tinggi dorongan spesifik, semakin kurang pendorong yang diperlukan untuk mendapatkan momentum tertentu.
Enjin Dawn mempunyai dorongan khusus 3100 saat dan daya tarikan 90 mNewtons. Roket kimia pada kapal angkasa mungkin mempunyai daya tuju hingga 500 Newton, dan dorongan tertentu kurang dari 1000 saat.
VASIMR mempunyai daya tarikan 4 Newton (0,9 paun) dengan dorongan khusus sekitar 6,000 saat.
VASIMR mempunyai dua ciri penting tambahan yang membezakannya dari sistem pendorong plasma yang lain. Ia memiliki kemampuan untuk mengubah parameter ekzos (dorongan dan dorongan khusus) agar dapat memenuhi persyaratan misi secara optimum. Ini menghasilkan waktu perjalanan terendah dengan muatan tertinggi untuk muatan bahan bakar tertentu.
Di samping itu, VASIMR tidak mempunyai elektrod fizikal yang bersentuhan dengan plasma, memperpanjang jangka hayat mesin dan membolehkan kepadatan kuasa yang lebih tinggi daripada pada reka bentuk lain.
Untuk melakukan perjalanan ke Marikh dalam 39 hari, enjin ion enjin VASIMR 10 hingga 20 megawatt perlu digabungkan dengan tenaga nuklear untuk memendekkan masa transit manusia antara planet secara dramatik. Semakin pendek perjalanan, semakin sedikit masa angkasawan akan terdedah kepada radiasi ruang angkasa, dan persekitaran mikrogravitasi, yang keduanya merupakan rintangan penting bagi misi Mars.
Mesin akan berfungsi dengan menembak secara berterusan pada separuh pertama penerbangan untuk mempercepat, kemudian beralih untuk menghilangkan kapal angkasa untuk separuh masa kedua. Selain itu, VASIMR dapat mengizinkan pengguguran ke Bumi jika masalah yang timbul pada fasa awal misi, kemampuan yang tidak tersedia untuk mesin konvensional.
VASIMR juga dapat disesuaikan untuk menangani muatan misi robotik yang tinggi, dan mendorong misi kargo dengan pecahan massa muatan yang sangat besar. Waktu perjalanan dan jisim muatan adalah batasan utama roket termal konvensional dan nuklear kerana dorongan spesifiknya yang rendah.
Chang-Diaz telah mengusahakan pengembangan konsep VASIMR sejak 1979, sebelum mendirikan Ad Astra pada tahun 2005 untuk mengembangkan lagi projek tersebut.
Sumber: PhysOrg
