Technologie VASIMR
Jedním z oborů, které za poslední století zažily svůj raketový start (a zde to platí doslova) je bezpochyby kosmonautika. Koho by počátkem dvacátého století (tedy v době kdy v USA dožívali skuteční westernoví hrdinové a Čechům vládl František Josef) napadlo, že za půlstoletí se budou první lidmi vyrobené družice prohánět po oběžné dráze země?
Avšak jednu věc mají nejmodernější satelity společnou s původní Gagarinovou lodí: pohonnou jednotku. Avšak dnes se zdá, že i té již odzvonilo…
Pod slovem VASIMR se skrývá zkratka pro jednu z možných (v současné době pravděpodobně nejreálnějších) technologií, jež by měly (již v dohledné době) nahradit klasické pohonné jednotky dnešních kosmických plavidel.
Princip klasického raketového motoru byl aplikován již na sovětských kaťuších. V podstatě se jedná o reaktivní motor, který ke své činnosti potřebuje dvě složky: palivo a okysličovadlo, které si poháněná jednotka musí nést s sebou. Palivo se ve spalovací komoře spaluje za přítomnosti okysličovadla (látka která obsahuje ve vysoké míře kyslík) a touto reakcí vzniká tlak. Při reakci dochází k zahřátí prostoru uvnitř komory na teplotu kolem 3000 ° C. Tlak, který při spalování vzniká se usměrňuje tvarem trysky jedním směrem. Hybnost tryskajícího plynu působí opačným vektorem (tedy stejnou silou opačného směru) na těleso nesoucí motor.
Historie vývoje technologie VASIMR spadá až do poloviny sedmdesátých let dvacátého století do laboratoří amerického institutu pro letectví a kosmonautiku. Svým způsobem celý projekt vzniknul jako „vedlejší produkt“ výzkumu kontrolované termonukleární syntézy, která se stala pro vědce dnešních dnů jakýmsi pomyslným „svatým grálem“. Stručně se jedná o vytvoření podmínek (velmi vysoké teploty) k tomu, aby mezi volnými atomovými jádry vodíku přestaly existovat odpudivé síly a jádra se začala spojovat ve složitější atomy helia, čímž se dosáhne uvolnění obrovských energií (násobně vyšších než u jaderného štěpení).
Zatímco k vyrábění energie termojadernou syntézou je potřeba vyřešit množství technických problémů (hlavně udržení plynů zahřátých na teploty až stovek milionů stupňů celsia) – její méně náročný příbuzný neklade takové vysoké požadavky a proto je jeho realizace podstatně jednoduší.
VASIMR, neboli Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket není (jak by se mohlo zdát) naprosto odlišnou technologií, ale zcela vychází z konvenčního raketového motoru. Odlišnost spočívá v jedné věci: zvýšíme-li teplotu při které dochází ke spalování pohonných látek, logicky vzroste i tlak, které látky vytvářejí, a tím se také zvýší hybnost celého ústrojí.
Abychom mohli zvýšit teplotu spalování, musíme nechat plyny důkladněji spalovat, tedy „podržet“ je déle uvnitř spalovací komory. Zde se vysvětluje i to, proč se neobejdeme bez silných magnetických polí; neexistuje způsob, kterým bychom mechanicky udržovali velmi horký plyn (tedy plazmu, která při extrémně vysokých teplotách vzniká) uvnitř spalovací komory, a zároveň ji drželi dostatečně daleko od stěn komory, aby se tyto neroztavily. Magnetické pole (kterého však nedosáhneme bez použití supravodivých materiálů) využijeme tedy k udržení a následného nasměrování toku plazmy tryskou vně motorovou jednotku.
Největší úskalí celé koncepce tedy spočívá v konstrukci motoru. Prakticky hned vedle sebe zde musejí pracovat součásti o teplotách pohybujících se okolo bodu absolutní nuly elektromagnety budící magnetické pole) na straně jedné a extrémní teploty horké plazmy která bude polem udržována na straně druhé.
Přesto všecko však byly již základní pokusy provedeny a již v roce 2004 má být odzkoušen první prototypový motor nasazený v reálných podmínkách, tedy ve vesmíru. Pokud se koncepce osvědčí (vše tomu nasvědčuje) mohla by například avizovaná cesta člověka na Mars díky technologii VASIMR trvat o polovinu kratší dobu, než s konvenčními pohony.
