39 일 만에 화성 여행

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전통적인 화학 로켓을 사용하여 화성을 가장 빠르게 여행하는 기간은 6 개월입니다. Ad Astra Rocket Company는 진공 챔버에서 201 킬로와트로 작동하는 VASIMR VX-200 엔진이라는 플라즈마 로켓을 테스트했으며 처음으로 200 킬로와트를 통과했습니다. NASA의 전 우주 비행사이자 Ad Astra의 CEO 인 Franklin Chang-Diaz는“지금은 세계에서 가장 강력한 플라즈마 로켓입니다. 이 회사는 또한 NASA와 2013 년 국제 우주 정거장에서 200 킬로와트 VASIMR 엔진을 테스트하기위한 계약을 체결했습니다.

ISS에 대한 테스트는 우주 정거장에주기적인 부스트를 제공하며 대기 항력으로 인해 점차 고도가 떨어집니다. ISS 부스트는 현재 우주선에 의해 제공되며, 매년 약 7.5 톤의 추진제를 소비하는 전통적인 추진기들이 있습니다. Chang-Diaz는이 양을 0.3 톤으로 줄임으로써 VASIMR이 연간 NASA 수백만 달러를 절약 할 수 있다고 추정합니다.

지난 주 테스트는 회사의 VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) 로켓 엔진의 소규모 프로토 타입이 최대 성능으로 입증 된 것은 이번이 처음이었습니다.

플라즈마 또는 이온 엔진은 라디오 파를 사용하여 수소, 아르곤 및 네온과 같은 가스를 가열하여 고온 플라즈마를 생성합니다. 자기장은 대전 된 플라즈마를 엔진의 후면으로 밀어내어 반대 방향으로 추력을 생성합니다.

화학 로켓보다 주어진 순간에 추력이 훨씬 적어 지구의 중력을 스스로 깰 수 없습니다. 또한 이온 엔진은 진공 상태에서만 작동합니다. 그러나 한 번 우주에 도착하면 범선을 밀고 바람이 화학 로켓보다 차량이 더 빨리 움직일 때까지 점차적으로 가속하는 것처럼 수년 동안 계속해서 밀 수 있습니다. 추력은 1 파운드에 불과하지만 2 톤의화물을 옮기기에 충분한 공간에서 생산됩니다.

가능한 빠른 속도로 인해 기존 엔진보다 적은 연료가 필요합니다.

현재, 새벽 우주선은 소행성 세레스와 베스타로가는 도중에 이온 추진을 사용하여 베스타를 궤도에 올린 후 떠나서 세레스로 향합니다. 기존 로켓에서는 불가능합니다. 또한, 우주 이온 엔진은 화학 로켓보다 10 배의 속도를 가지고 있습니다.

로켓 추력은 뉴턴 (1 뉴턴은 약 1/4 파운드)으로 측정됩니다. 특정 임펄스는 로켓 엔진의 효율성을 설명하는 방법이며 시간 (초)으로 측정됩니다. 추진제 단위당 충격 (운동량 변화)을 나타냅니다. 특정 임펄스가 높을수록 주어진 양의 운동량을 얻는 데 적은 추진 제가 필요합니다.

Dawn의 엔진은 3100 초의 특정 충격과 90m 뉴턴의 추력을가집니다. 우주선의 화학 로켓은 최대 500 뉴턴의 추력과 1000 초 미만의 특정 충격을 가질 수 있습니다.

VASIMR에는 약 6,000 초의 특정 임펄스로 4 개의 뉴턴 추력 (0.9 파운드)이 있습니다.

VASIMR에는 다른 플라즈마 추진 시스템과 구별되는 두 가지 추가 중요한 기능이 있습니다. 미션 요구 사항을 최적으로 맞추기 위해 배기 매개 변수 (추력 및 특정 임펄스)를 변경할 수 있습니다. 이는 주어진 연료 부하에 대해 가장 높은 탑재량으로 가장 낮은 트립 시간을 초래합니다.

또한 VASIMR에는 플라즈마와 접촉하는 물리적 전극이 없으므로 엔진 수명이 연장되고 다른 설계보다 높은 전력 밀도가 가능합니다.

39 일 만에 화성을 여행하려면 10 ~ 20 메가 와트 VASIMR 엔진 이온 엔진을 원자력과 결합하여 행성 간의 인간 운송 시간을 대폭 단축해야합니다. 여행이 짧을수록 우주 비행사들이 우주 방사선에 노출되는 시간이 줄어들고, 중력 환경은 화성 임무에 큰 장애물이됩니다.