Ρώσοι επιστήμονες στο Ινστιτούτο Troitsk της Rosatom παρουσίασαν ένα εργαστηριακό πρωτότυπο ενός ηλεκτρικού πυραυλοκινητήρα πλάσματος που θα μπορούσε να επαναπροσδιορίσει τον τρόπο με τον οποίο η ανθρωπότητα ταξιδεύει στο βαθύ διάστημα.
Ο κινητήρας βασίζεται σε έναν μαγνητικό επιταχυντή πλάσματος.
Αντί να καίει χημικά προωθητικά, ιονίζει το υδρογόνο σε πλάσμα – μια ηλεκτρικά φορτισμένη κατάσταση της ύλης – και χρησιμοποιεί έντονα ηλεκτρομαγνητικά πεδία για να εκτοξεύσει φορτισμένα σωματίδια σε εξαιρετικές ταχύτητες εξάτμισης που πλησιάζουν τα 100 km/s.
Αυτό είναι περισσότερο από 20 φορές πιο γρήγορο από τα 4-5 km/s που είναι τυπικά για τους συμβατικούς χημικούς πυραύλους.
Το αποτέλεσμα είναι η αποτελεσματικότητα. Με την εξαιρετικά υψηλή ειδική ώθηση, ο κινητήρας πλάσματος μπορεί να επιτύχει πολύ μεγαλύτερη συνολική ταχύτητα χρησιμοποιώντας δραματικά λιγότερο προωθητικό – μειώνοντας ενδεχομένως τις απαιτήσεις καυσίμων κατά μια τάξη μεγέθους.
Αντί για σύντομες, βίαιες εκρήξεις ώθησης, το σύστημα έχει σχεδιαστεί για σταθερή επιτάχυνση που διατηρείται για εβδομάδες ή μήνες.
Το τρέχον πρωτότυπο παράγει μέτρια ώθηση – περίπου 6 newton – και λειτουργεί σε περίπου 300 kW σε παλμική περιοδική λειτουργία.
Ενώ αυτό θα ήταν μόλις αισθητό στη Γη, στο διάστημα επιτρέπει τη συνεχή συσσώρευση ταχύτητας.
Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η σταδιακή ώθηση μπορεί να ωθήσει ένα διαστημόπλοιο σε ταχύτητες που δεν είναι προσβάσιμες με χημική πρόωση.
Αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τα διαπλανητικά ταξίδια.
Σήμερα, οι αποστολές στον Άρη συνήθως διαρκούν 6-9 μήνες, με περιορισμούς από τη μάζα καυσίμου και την απόδοση του κινητήρα.
Οι μεγάλες διαβάσεις εκθέτουν τα πληρώματα σε παρατεταμένη κοσμική ακτινοβολία και αυξάνουν τις απαιτήσεις υποστήριξης ζωής.
Σύμφωνα με τη ρωσική ομάδα, η σύνδεση του κινητήρα πλάσματος με μια πυρηνική πηγή ενέργειας θα μπορούσε να συντομεύσει το ταξίδι σε 30-60 ημέρες.
Μια 30ήμερη διάβαση στον Άρη θα απαιτούσε μέσες ταχύτητες πλεύσης κοντά στα 195.000 μίλια/ώρα, ανάλογα με την πλανητική ευθυγράμμιση – αρκετά γρήγορη για να καταστήσει εφικτά τα ταξίδια μετ’ επιστροφής και να μειώσει δραματικά την έκθεση στην ακτινοβολία για τους αστροναύτες.
Το πρωτότυπο έχει ήδη επιδείξει λειτουργική αντοχή που υπερβαίνει τις 2.400 ώρες, ένα βασικό ορόσημο για τα ηλεκτρικά συστήματα πρόωσης.
Οι ερευνητές εργάζονται τώρα για την κλιμάκωση της τεχνολογίας, με φιλοδοξίες για έναν κινητήρα έτοιμο για πτήση γύρω στο 2030.
Εάν επιτευχθούν αυτοί οι στόχοι, η πρόωση με πλάσμα θα μπορούσε να σηματοδοτήσει ένα σημείο καμπής—μετασχηματίζοντας το ταξίδι στο βαθύ διάστημα από μια αργή, περιορισμένη σε καύσιμα έρπυση σε ένα διαρκές, υψηλής ταχύτητας ταξίδι σε όλο το ηλιακό σύστημα.
