39日間の火星旅行

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伝統的な化学ロケットを使用して、火星への旅行-最短で-は6か月続きます。 Ad Astra Rocket Companyは、真空チャンバー内で201キロワットで動作するVASIMR VX-200エンジンと呼ばれるプラズマロケットをテストし、200キロワットのマークを初めて通過しました。「これは現在、世界で最も強力なプラズマロケットです」と元NASAの宇宙飛行士でAd AstraのCEOであるフランクリンチャンディアスは言います。同社はまた、NASAと、2013年に国際宇宙ステーションで200キロワットのVASIMRエンジンをテストする契約を結んでいます。

ISSでのテストにより、定期的に宇宙ステーションがブーストされ、大気中の抗力により高度が徐々に低下します。 ISSブーストは現在、年間約7.5トンの推進剤を消費する従来のスラスタを備えた宇宙船によって提供されています。 Chang-Diazは、この量を0.3トンに削減することで、VASIMRによりNASAが年間数百万ドルを節約できると見積もっています。

先週のテストは、同社のVASIMR（可変固有インパルスマグネトプラズマロケット）ロケットエンジンの小規模プロトタイプがフルパワーで実証されたのは初めてでした。

プラズマまたはイオンエンジンは、電波を使用して水素、アルゴン、ネオンなどのガスを加熱し、高温プラズマを生成します。磁場により、帯電したプラズマがエンジンの背面に押し出され、反対方向に推力が発生します。

それらは、化学ロケットよりも特定の瞬間にはるかに少ない推力を提供します。つまり、彼らは自分で地球の重力から解放することはできません。さらに、イオンエンジンは真空でのみ機能します。しかし、いったん宇宙に入ると、風が帆船を押すように、車両が化学ロケットよりも速く移動するまで徐々に加速するように、何年もの間継続的に押し込むことができます。 1ポンドの推力しか発生しませんが、宇宙空間では2トンの貨物を移動するのに十分です。

可能な高速により、従来のエンジンよりも少ない燃料で済みます。

現在、ドーン宇宙船は、小惑星セレスとベスタに向かう途中で、イオン推進力を使用しています。これにより、ベスタの軌道を回ってから、セレスに向かいます。これは、従来のロケットでは不可能です。さらに、宇宙のイオンエンジンの速度は、化学ロケットの10倍です。

ロケット推力はニュートンで測定されます（1ニュートンは約1/4ポンドです）。特定のインパルスは、ロケットエンジンの効率を説明する方法であり、時間（秒）で測定されます。これは、推進剤の単位あたりのインパルス（運動量の変化）を表します。比推力が高いほど、所定の運動量を得るために必要な推進剤は少なくなります。

ドーンのエンジンの固有のインパルスは3100秒、推力は90 mニュートンです。宇宙船の化学ロケットは、最大500ニュートンの推力と、1000秒未満の固有のインパルスを持つ可能性があります。

VASIMRには4ニュートンの推力（0.9ポンド）があり、比推力は約6,000秒です。

VASIMRには、他のプラズマ推進システムとは異なる2つの重要な機能があります。ミッション要件に最適に一致させるために、排気パラメーター（推力と特定のインパルス）を変更する機能があります。これにより、所定の燃料負荷に対して最大のペイロードでトリップ時間が最小になります。

さらに、VASIMRにはプラズマと接触する物理電極がないため、エンジンの寿命が延び、他の設計よりも高い電力密度が可能になります。

39日間で火星に行くには、10〜20メガワットのVASIMRエンジンイオンエンジンを原子力と組み合わせて、惑星間の人間の通過時間を劇的に短縮する必要があります。旅行が短ければ短いほど、宇宙飛行士が宇宙放射線にさらされる時間が短くなり、微小重力環境が両方とも火星ミッションにとって大きなハードルになります。