Принцип работы современных ракетных двигателей состоит в том, чтобы нагревать какие-либо вещества и направлять полученные в результате горения газы сквозь крайне горячие металлические сопла.
VASIMR летает на солнечной энергии, соответственно, не будет требовать топлива
В результате сзади ракеты вырастает огненный хвост. В соответствии с законом сохранения импульса образуется реактивная тяга, толкающая ракету в противоположном от выброса направлении.
Новый двигатель VASIMR использует микроволны, чтобы создать и ускорить свободные электрически заряженные частицы, известные как плазма. После этого они направляются наружу через сопла, сделанные из огромных магнитов, создающих поле, управляющее движением плазмы.
Плазма – это полностью или частично ионизированный газ, многие физики называют ее четвертым агрегатным состоянием вещества. Главное отличие плазмы от газа состоит в том, что она значительно лучше проводит электричество. Тем не менее некоторые ученые считают плазму специфической разновидностью газа.
Руководитель проекта, семь раз летавший в космос на «шаттлах», Франклин Чанг-Диас работал в NASA над созданием новой ракеты. Но в 2005 году он принял предложение возглавить проект техасской компании Ad Astra Rocket Co., вложившей в VASIMR примерно 25 млн долларов. NASA также поддерживало разработку двигателя, предоставляя лаборатории, оборудование и персонал.
После создания VASIMR компания Ad Astra вела переговоры с правительством США о проведении тестов ракеты на американском сегменте МКС. 6 августа представители NASA подтвердили, что подобные испытания нового двигателя будут проведены.
Дело в том, что VASIMR работает только в открытом космосе. Двигатель при помощи солнечных батарей перерабатывает энергию Солнца в электричество, необходимое для производства микроволн, нагревающих плазму. Магнитное поле, создаваемое при прохождении частиц через сверхпроводящие магниты, выбрасывает их из двигателя, создавая толкающий ракету хвост.
«По нашему мнению, на рынке первое применение ракеты – это перевозка грузов с низкой околоземной на низкую окололунную орбиту», – заявил Тим Гловер, глава отдела развития компании Ad Astra, телеканалу Discovery . Подобное путешествие займет шесть месяцев, но ракета может перевозить гораздо больше груза, чем обычная. Кроме того, VASIMR летает на солнечной энергии, соответственно, не будет требовать топлива.
Сейчас, по словам Гловера, Ad Astra выбирает место на МКС, на которое может быть установлена ракета. Также компания решает, как ракета будет доставлена на станцию.
Дело в том, что в 2010 году космические «шаттлы» США перестанут выполнять полеты в космос. В связи с этим, по заявлению Гловера, фирма рассматривает возможность воспользоваться японским кораблем HTV, который должен совершить первый полет в 2009 году. Компания также не исключает возможность заключения договора с частными американскими перевозчиками.
Установка VASIMR на станции потребует выхода астронавтов в открытый космос. Но после установки она будет управляться со станции или с Земли. Компания планирует первый раз запустить двигатель в 2011 или в 2012 году.
Идея испытать двигатель на МКС возникла в связи с тем, что Ad Astra хочет протестировать VASIMR, не неся лишних трат на проектирование дополнительного компонента ракеты, позволяющего ему летать в атмосфере Земли.
NASA планирует вернуть астронавтов на Луну в 2020 году. Это первый шаг американской программы постоянного увеличения количества людей, находящихся за пределами низкой околоземной орбиты.
Тем не менее Гловер не видит проблем в том, что его компания пытается перехватить у проекта Orion, запущенного NASA, лидерство на рынке лунной транспортной системы.
«NASA всегда повторяло, что открыто для частных инициатив, – заявил он. – Если мы на собственные деньги создадим систему для перевозки грузов на Луну, это будет крайне выгодно для работы NASA».
Теоретически область применения плазменного двигателя гораздо больше. В будущем возможен переход двигателя на использование энергии ядерного реактора вместо солнечной.
Способность ядерной энергии производить микроволны гораздо выше, поэтому время путешествия на Марс при подобном изменении сократится с девяти месяцев до 39 дней. Таким образом, при удачном для компании развитии событий их двигатель может стать основным используемым человечеством для полетов в космос.