/rumfart

Verdens kraftigste plasmamotor blev affyret i Houston

Privat rumfirma har afprøvet en ionmotor, også kaldet plasmamotor, der nåede op på 201 kilowatt. Med motortypen drømmer ingeniørerne om at gøre marsrejser mulige.

Af Thomas A. E. Andersen, torsdag 08. okt 2009 kl. 09:51

Motorer, der benytter ladede partikler til fremdrift, er kommet et lille skridt tættere på. En miniskalamodel med navnet VX-200 har gennemført en prøveaffyring og nåede op på 200 kilowatt.

Det private rumfirma Ad Astra Rocket Company stod bag affyringen i Houston og med tiden satser de på, at udvikle en 200 kilowatt Vasimr- motor til at hæve rumstationens bane.

Det privat rumfirma, der blev grundlagt i 2005 af den tidligere astronaut Franklin Chang-Diaz, arbejder også sammen med Nasa om at udvikle motoren til at gøre bemandede rejser til Mars mere overkommelige.

Ionmotoren kaldet VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) skaber en kraft ved at accelerere ladede atomer, eller ioner, op i et elektrisk felt og skubbe dem bagud. Kraften er langt mindre end kemiske raketters, så de kan ikke benyttes til opsendelsen fra Jorden.

Motoren benytter radiobølger til at opvarme argongas, som bliver til varm plasma, hvor elektroner ikke længere er bundet til deres atomkerne.

Magnetfeltet sprøjter herefter den supervarme plasma ud bag i motoren, og skaber herved en kraft i den modsatte retning. ”Brændstoffet” sprøjtes ud med meget højere hastigheder end almindelige raketmotorer, hvilket giver en større acceleration pr. kilo af forbrugt brændstof.

»Det er den mest kraftfulde plasmamotor som findes i dag,« siger Franklin Chang-Diaz til New Scientist.

Ionmotor kan klare rejser til Mars på 39 dage

Den nærmeste ”konkurrent” er Nasas 50 kilowatt Hall-motor, hvis udvikling dog blev stoppet i 2005 på grund af nedskæringer.

Ad Astra har skrevet aftale med Nasa om at afprøve en 200 kilowatt Vasimr på rumstationen i 2013 og forhandler med firmaerne SpaceX og Orbital Science Corporation og opsendelsen.

I dag bruge almindelige styreraketter 7,5 ton brændstof om året til at hæve banen, men med Vasimr kan det samme klares med 0,3 ton argon om året.

En 10 til 20 megawatt Vasimr-motor kunne benyttes til at sende bemandede missioner til Mars på under 39 dage. Den kortere rejsetid vil reducere den stråling som astronauter udsættes for under rejsen.



08. okt 2009 kl 10:48

avatar

Steen Jensen

Plasma-generator

Hvis, der benyttes generatorer til opvarmningen af argongassen, så vil dette kræve meget store arealer af solceller, som skal frembringe elektricitet til disse.
Det er nok CFA's, magnetroner eller klystroner, som skal opvarme gassen og det er mange KiloWatt vi taler om. Disse elektronrør kræver meget høje spændinger og nogle af dem er meget kritiske at køre. Alt dette taget i betragtning, så er risikoen for fiasko temmelig høj, på et sådant projekt.


08. okt 2009 kl 11:03

Viggo Brøndegaard Nielsen

Spørgsmål - håber på svar

Er det både positive og negative ioner, som skydes ud af motoren?

Hvis det kun er een polaritet ladning, som skydes ud, så må man formode at rumskibet oplades modsat med en uacceptabel høj statisk ladning og dermed modsat elektrisk potentiale. Og det potentiale vil vel egentlig tiltrække ionerne tilbage igen. Der er klart noget, som jeg ikke helt forstår.


08. okt 2009 kl 11:07

avatar

Steen Eiler Jørgensen

Re: Plasma-generator

Hvis, der benyttes generatorer til opvarmningen af argongassen, så vil dette kræve meget store arealer af solceller, som skal frembringe elektricitet til disse.

Eller en atomreaktor.

Alt dette taget i betragtning, så er risikoen for fiasko temmelig høj, på et sådant projekt.

Skulle det være et argument for at lade være? Det er ret avanceret teknologi; selvfølgelig er det svært. Set i forhold til de fordele, VASIMR kan byde på, er det da fremragende, at der er nogen der arbejder på at raffinere den.


08. okt 2009 kl 11:09

avatar

Thomas Brodersen

Vasimir-motorer i serie?

Hvis man nu ikke kan fremstille en praktisk Vasimir-motor i 10-20 MW-klassen, vil det så give mening at sammenkoble flere mindre motorer? Eller ville det være helt hen i vejret?


08. okt 2009 kl 11:49

avatar

Henrik Schultz

Det virker bare ikke ... ;-)

Følgende debatindlæg kunne for 2 dage siden læses på aRocket. Der er noget der tyder på at det hele er spil for galleriet... John Schilling der skrev indlægget er fysiker og arbejder med space propulsion på et amerikansk universitet (kan ikke lige huske hvilket).

--- Citat ---

"One of their people gave a talk at the latest International Electric Propulsion Conference, just a couple weeks ago. I was there. I was perhaps more gentle with them than I should have been.

They can pump 200 kW of power into a plasma via RF induction. This is not an impressive technical achievement. Anyone who can afford a big enough vacuum chamber and 200 kW of RF power supplies, can do that.

What they cannot do, is demonstrate thrust. There are serious concerns about their ability to generate thrust at all, but they certainly can't demonstrate it on the ground. There have been occasional press releases which suggest that the thing is producing thrust, but if you read the fine print, or the technical papers, they're just generating plasma. Enough plasma to produce the target thrust levels, if the rest of the system works the way they want it to, but they have no credible way of testing or demonstrating that.

Except by arranging to have someone fly the entire monstrosity to the ISS, turning it on, and seeing what happens. They expect this to happen in 2013, neglecting the slight detail that it won't fit on a Progress or a Soyuz and the other slight detail that ISS doesn't have 200 kW of power. And they either expect the thing to work right the first time they turn it on, or they expect someone to refly it when they fix the problems that crop up in the alpha-test version.


Meanwhile, these guys, <http://www.busek.com/>, have actually built and tested a 20 kW plasma thruster that

A: produces more than 1/10th the thrust the 200 kW VASIMR is supposed to

B: weighs less than 1/10th as much as a 200 kW VASIMR

C: Can be operated in parallel with, say, nine of its brothers

D: Can vary its specific impulse, if you really care, and

E: Is at a much more advanced state of development.

And they aren't the only ones, just the ones I'd recommend starting with if you actually need a propulsion system in that class.


So why does anyone care about VASIMR any more? They've got the Genuine NASA Space Hero Astronaut pitching their product, yes, with a crack PR team, but after more than twenty years, they haven't come up with an actual thruster. Other people, have."

--- Citat slut ---

Ja, man skal vist ikke altid tage pressemeddelelser helt for pålydende ;-)


08. okt 2009 kl 12:51

Bjarke Dalslet

Plasma?

Jeg ser ikke problemet i at lave plasma?

Smid f.eks. 300V på tværs af et 2mm gab i et tryk på 10^-5 atmosfære (kan snildt laves med en almindelig kapselpumpe), og du har dit plasma. Jeg har sågar set plasma-ashere, der simpelthen var vakuumtætnede mikrobølgeovne.

Jeg skal faktisk ind og lave mit eget argonplasma nu!


08. okt 2009 kl 12:55

Peter Wolff

Stråling af astronauter

Er der nogle kloge folk der kan svare på om det er u/muligt at beskytte eventuelle mars astronauter mod stråling ved at bygge en lidt tungere raket, eller dragter. Min (uvidende) tanke er at det ikke kan være så svært at i det mindste minimere strålingen, men det er det åbenbart da det ellers ikke ville være debatteret.

På forhånd tak og undskyld det måske lidt tåbelige spg!


08. okt 2009 kl 12:55

avatar

Thomas Brodersen

Re: Plasma?

Mit gæt ville være at ideen omkring fremdrift lidt går af, når du "modtager" ionerne igen på den anden side af gabet.


08. okt 2009 kl 13:24

Christian Søttrup

Re: Re: Plasma?

Mit gæt ville være at ideen omkring fremdrift lidt går af, når du "modtager" ionerne igen på den anden side af gabet.

Det kan ikke være så svært at lave enten et ladnings- eller massefilter vha. lidt magnetfelter, inden man fører plasmaen ind til accelerationsfeltet.


08. okt 2009 kl 14:18

Rolf Hansen

Re: Stråling af astronauter

Peter, jeg læste for ca. et halvt års tid siden at nogle engelske forskere havde held med at lave et apperat som kunne lave et kraftigt felt som kunne beskytte imod partikel strålingen, uden at kræve en KK reaktor til at drive det.


08. okt 2009 kl 21:29

Lars Rasmussen

Re: Re: Stråling af astronauter

Kan et lag af mercury (kviksølv) beskytte mod alle ståler i rummet?


08. okt 2009 kl 21:39

Jens Henrik Sandell

Re: Spørgsmål - håber på svar

VASIMIR benytter et neutralt plasma med både ioner og elektroner: http://en.wikipedia.org/wiki/V...cket

Mere generelt om ion thrustere: http://en.wikipedia.org/wiki/I...ster

By the way... Der er altid behov for en rigtig god power supply. Og den power kan du enten bruge til at lave et lille skub med høj effektivitet (brændstofforbrug per joule elektricitet). Eller du kan lave et lidt større skub med lavere effektivitet.


08. okt 2009 kl 23:07

Michael Eriksen

Re: Re: Re: Stråling af astronauter

Kan et lag af mercury (kviksølv) beskytte mod alle ståler i rummet?

Kviksølv?! Hvad skulle ideen være i det? Bevares, det har en smule højere densitet end bly, men det er jo flydende over -38 C. Opbygning af rummodulerne på jorden vil blive utroligt kompliceret pga. af dette og at Hg er ekstremt giftigt at arbejde med. Bly er galt nok, men saftevand i sammenligning.

Ude i rummet er der ganske koldt, men ikke i solsiden af rumfartøjet. Og hvad med en ganske lille brand i rumskibet? Skal stråleskjoldet smelte?

Desuden er kviksølv kemisk reaktivt - reagerer med adskillige andre metaller og danner amalgamer. Det svækker strålingsbeskyttelse, ødelægger mekaniske egenskaber og ... Nej tak.


10. jun 2010 kl 16:32

Bent Hansen

Rejs

"En 10 til 20 megawatt Vasimr-motor kunne benyttes til at sende bemandede missioner til Mars på under 39 dage. Den kortere rejsetid vil reducere den stråling som astronauter udsættes for under rejsen. "

Jamen så er det det vil skal. Ikke så eget ævl... rejs.


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.