¿Qué tan posible es VASIMR y puede usarse para la mayoría de las misiones interplanetarias tripuladas alrededor del sistema solar?

Estuve por un tiempo en un proyecto para probar una versión pequeña de VASMIR en la órbita terrestre a fines de la década de 1990. Esa misión fue cancelada, pero pasé algún tiempo investigando. Es muy difícil probar de manera convincente en la Tierra, ya que al ser un motor de plasma de alto empuje, degrada rápidamente la cámara de vacío en la que lo prueba. Hay muchas dificultades, pero no hay una razón fundamental por la que pueda encontrar por qué no funciona. Todavía se habla de obtener una buena prueba orbital de la Tierra, lo cual es esencial antes de hacer grandes planes.

Llegué a estimar un costo, por mi cuenta, hablando con personas de varias agencias y obteniendo estimaciones informales, para un programa nuclear VASMIR para explorar no solo Marte sino también otros planetas. No incluí ningún módulo de aterrizaje, solo pasé volando, orbité por un tiempo, envié instrumentos, teleoperé algunos rovers en la superficie y luego volé al siguiente planeta. Puedes poner suficiente combustible en los reactores para hacer varios viajes a Marte, o para ir a uno de los planetas lejanos. El costo, en 1999, fue de aproximadamente $ 12 mil millones, incluido el control de la misión. Teniendo en cuenta que se trataba de estimaciones por teléfono, podría ser el doble y debe actualizarse a dólares de 2017, pero reduce muchos gastos al eliminar los módulos de aterrizaje, los hábitats de superficie y la infraestructura, los vehículos de ascenso, etc. puede teleoperar robots, que es algo así como “llévame a Scotty”. Y, por supuesto, una vez que el transporte esté disponible, alguien construirá un módulo de aterrizaje. O simplemente salta de una esclusa de aire. La gente está loca.

Llamé al concepto Tele-Exploración. Aquí está el cuadro principal:

Ya se han construido y probado pequeños sistemas VASIMR. Pero el problema de ir a escala completa es la cantidad de energía necesaria para que los motores funcionen correctamente. El VASIMR está diseñado para funcionar con 1 MW a 1 KW, mientras que las 262,400 celdas de la ISS, que cubren 2500 metros cuadrados, pueden producir los 75-90kW utilizados a bordo. No se necesita cerca del rango de 1 MW. Entonces, ¿qué tal un reactor nuclear? Bueno, hasta ahora, los reactores nucleares más potentes jamás lanzados son del orden de 100kW. Y luego el pequeño problema de tratar de evitar irradiar a la tripulación … Entonces, el problema con los motores de iones es la relación potencia-empuje, ya sea muy poco empuje o demasiada potencia. Así que creo que nos quedaremos con los cohetes químicos por ahora.

😉

Soy ingeniero de formación y un aficionado a la física. Por lo que puedo leer de VASIMR, los conceptos parecen sólidos. Parece que hay mucho trabajo de ingeniería por hacer, y probar este tipo de motor en la Tierra sería difícil en el mejor de los casos. Necesitaríamos probar los motores en el espacio. Aparentemente, se han creado versiones pequeñas para las pruebas, por lo que tal vez las pruebas en órbita no sean irrazonables, aunque tendría que haber algunos partidarios muy adinerados.

VASIMR parece ser un cerdo poderoso, lo cual no es sorprendente. No está generando empuje a partir de combustible químico, pero puede ser un motor de alto empuje, por lo que no puede utilizar un enfoque de baja potencia y larga duración de los sistemas de propulsión iónica de bajo empuje. La energía solar podría estar bien para pruebas o para aplicaciones en el sistema solar interno, pero creo que un sistema utilizable requerirá energía nuclear. Creo que este sistema requerirá el desarrollo de reactores nucleares pequeños, confiables y potentes para aplicaciones espaciales. Por supuesto, creo que tendremos que hacer eso de todos modos.

Mi opinión sobre esto es que existe una buena posibilidad de que podamos hacer algo útil con VASIMR o algo similar. Habría un riesgo técnico considerable, pero eso es lo que sucede cuando se empujan barreras tecnológicas. Hay pocas dudas en mi mente de que incluso si esto no resulta ser un sistema de propulsión factible, aprenderemos mucho trabajando en ello. Creo que vale la pena investigarlo.