पारंपरिक रासायनिक रॉकेटों का उपयोग करते हुए, मंगल की यात्रा - सबसे तेज - 6 महीने तक चलती है। एड एस्ट्रा रॉकेट कंपनी ने VASIMR VX-200 इंजन नामक एक प्लाज्मा रॉकेट का परीक्षण किया, जो पहली बार 200 किलोवाट के निशान को पार करते हुए, एक निर्वात कक्ष में 201 किलोवाट तक चला। नासा के पूर्व अंतरिक्ष यात्री और एड एस्ट्रा के सीईओ फ्रैंकलिन चांग-डियाज कहते हैं, "यह दुनिया में सबसे शक्तिशाली प्लाज्मा रॉकेट है।" कंपनी ने 2013 में अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर 200-किलोवाट VASIMR इंजन का परीक्षण करने के लिए नासा के साथ एक समझौते पर भी हस्ताक्षर किए हैं।
आईएसएस पर परीक्षण अंतरिक्ष स्टेशन को आवधिक रूप से बढ़ावा देंगे, जो वायुमंडलीय खींचें के कारण धीरे-धीरे ऊंचाई में गिरता है। आईएसएस बूस्ट वर्तमान में पारंपरिक थ्रस्टर्स के साथ अंतरिक्ष यान द्वारा प्रदान किए जाते हैं, जो प्रति वर्ष लगभग 7.5 टन प्रणोदक का उपभोग करते हैं। इस राशि को 0.3 टन तक कम करके, चांग-डियाज़ का अनुमान है कि VASIMR प्रति वर्ष नासा को लाखों डॉलर बचा सकता है।
पिछले सप्ताह परीक्षण पहली बार हुआ था कि कंपनी के VASIMR (वैरिएबल स्पेसिफिक इंपल्स मैग्नेटोप्लाज्मा रॉकेट) रॉकेट इंजन के एक छोटे पैमाने के प्रोटोटाइप को पूरी शक्ति से प्रदर्शित किया गया है।
प्लाज्मा, या आयन इंजन हाइड्रोजन, आर्गन और नियॉन जैसी गैसों को गर्म करने के लिए रेडियो तरंगों का उपयोग करते हैं, जिससे गर्म प्लाज्मा का निर्माण होता है। चुंबकीय क्षेत्र इंजन के पीछे के आवेशित प्लाज्मा को बल देते हैं, जिससे विपरीत दिशा में जोर पैदा होता है।
वे रासायनिक रॉकेटों की तुलना में किसी निश्चित समय पर बहुत कम गति प्रदान करते हैं, जिसका अर्थ है कि वे पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से मुक्त नहीं हो सकते। इसके अलावा, आयन इंजन केवल एक वैक्यूम में काम करते हैं। लेकिन एक बार अंतरिक्ष में, वे वर्षों तक एक निरंतर धक्का दे सकते हैं, जैसे हवा एक सेलबोट को धक्का देती है, धीरे-धीरे तेज हो जाती है जब तक कि वाहन रासायनिक रॉकेट की तुलना में तेजी से आगे बढ़ रहा हो। वे केवल एक पाउंड का जोर पैदा करते हैं, लेकिन अंतरिक्ष में जो 2 टन कार्गो को स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त है।
उच्च वेग के कारण यह संभव है, पारंपरिक इंजनों की तुलना में कम ईंधन की आवश्यकता होती है।
वर्तमान में, डॉन स्पेसक्राफ्ट, सेरेसोइड्स सेरेस और वेस्टा के रास्ते में, आयन प्रणोदन का उपयोग करता है, जो इसे वेस्टा की परिक्रमा करने में सक्षम करेगा, फिर सेरेस पर छोड़ देगा। यह पारंपरिक रॉकेट के साथ संभव नहीं है। इसके अतिरिक्त, अंतरिक्ष में आयन इंजनों का रासायनिक रॉकेटों से दस गुना वेग होता है।
रॉकेट थ्रस्ट को न्यूटन (1 न्यूटन लगभग 1/4 पाउंड) में मापा जाता है। विशिष्ट आवेग रॉकेट इंजन की दक्षता का वर्णन करने का एक तरीका है, और समय (सेकंड) में मापा जाता है। यह प्रणोदक की प्रति इकाई आवेग (संवेग में परिवर्तन) का प्रतिनिधित्व करता है। विशिष्ट आवेग जितना अधिक होता है, किसी निश्चित गति को प्राप्त करने के लिए कम प्रणोदक की आवश्यकता होती है।
डॉन के इंजनों में 3100 सेकंड का एक विशिष्ट आवेग और 90 mNewtons का जोर होता है। एक अंतरिक्ष यान पर एक रासायनिक रॉकेट 500 न्यूटन तक का एक थ्रस्ट हो सकता है, और 1000 सेकंड से कम का विशिष्ट आवेग।
VASIMR में 6,000 सेकंड के विशिष्ट आवेग के साथ 4 न्यूटन के थ्रस्ट (0.9 पाउंड) हैं।
VASIMR में दो अतिरिक्त महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं जो इसे अन्य प्लाज्मा प्रणोदन प्रणालियों से अलग करती हैं। यह मिशन की आवश्यकताओं को बेहतर ढंग से पूरा करने के लिए निकास मापदंडों (जोर और विशिष्ट आवेग) को अलग करने की क्षमता है। यह किसी दिए गए ईंधन भार के लिए उच्चतम पेलोड के साथ सबसे कम यात्रा समय में परिणाम देता है।
इसके अलावा, VASIMR में प्लाज्मा के साथ संपर्क में कोई भौतिक इलेक्ट्रोड नहीं है, जो इंजन के जीवनकाल को लंबा करता है और अन्य डिजाइनों की तुलना में उच्च शक्ति घनत्व को सक्षम करता है।
39 दिनों में मंगल की यात्रा करने के लिए, ग्रहों के बीच मानव पारगमन समय को नाटकीय रूप से छोटा करने के लिए 10 से 20 मेगावाट के VASIMR इंजन आयन इंजन को परमाणु शक्ति के साथ युग्मित करने की आवश्यकता होगी। छोटी यात्रा, कम समय के अंतरिक्ष यात्रियों को अंतरिक्ष विकिरण, और एक माइक्रोग्रैविटी वातावरण से अवगत कराया जाएगा, ये दोनों मंगल मिशन के लिए महत्वपूर्ण बाधा हैं।
इंजन उड़ान की पहली छमाही के दौरान लगातार फायरिंग करके काम करेगा, फिर दूसरी छमाही के लिए अंतरिक्ष यान को तहस-नहस कर देगा। इसके अलावा, VASIMR धरती पर गर्भपात की अनुमति दे सकता है अगर मिशन के शुरुआती चरणों के दौरान समस्याएँ विकसित हुईं, तो एक क्षमता जो पारंपरिक इंजनों के लिए उपलब्ध नहीं है।
VASIMR को रोबोट मिशन के उच्च पेलोड को संभालने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, और एक बहुत बड़े पेलोड द्रव्यमान अंश के साथ कार्गो मिशनों को आगे बढ़ा सकता है। ट्रिप समय और पेलोड द्रव्यमान पारंपरिक और परमाणु थर्मल रॉकेट की प्रमुख सीमाएं हैं क्योंकि उनके स्वाभाविक रूप से कम विशिष्ट आवेग हैं।
चांग-डियाज परियोजना को और विकसित करने के लिए 2005 में एड एस्ट्रा की स्थापना से पहले 1979 से वीएएसआईएमआर अवधारणा के विकास पर काम कर रहे हैं।
स्रोत: PhysOrg
