VASIMR - Le moteur plasmique

On fait état dans un rapport d'une possibilité de délivrer du fret vers la Lune avec un convoyeur utilisant une propulsion VASIMR
http://sgc.engin.umich.edu/erps/IEPC_2007/PAPERS/IEPC-2007-244.pdf



Le voyage se fait en "spiralant" jusqu'à entrer dans le champ de gravité de la Lune.
Quel est l'ordre de grandeur de la durée d'une telle mission ?

on a des infos sur le prototype qui devait être amené à l'iss ?

zx a écrit:on a des infos sur le prototype qui devait être amené à l'iss ?

Ça n'est qu'un hypothèse émise par Chang-Diaz, un des principaux spécialiste qui travaille sur le moteur VASIMR. Ce serait -d'après lui et si tout marchait selon SA volonté-, au plus tôt pour 2011... Mais je crois pas qu'il y ait plus de concret que ça.

montmein69 a écrit:
...
Quel est l'ordre de grandeur de la durée d'une telle mission ?

Voir la table 1 en page 5, on dimensionne la puissance électrique pour 180 jours en voyage aller, 14 à 43 jours pour le voyage retour à vide, suivant l'Isp.
On peut évidemment travailler à puissance électrique plus faible, si on accepte un temps de transit plus long.

zx a écrit:on a des infos sur le prototype qui devait être amené à l'iss ?

Voir la nouvelle précédente et discussion plus haut :
http://www.adastrarocket.com/Release090508.pdf
La société Ad Astra Rocket et la Costa Rican Aerospace Alliance (CORAAL) ont signé un accord de collaboration pour la conception d'une plate-forme de puissance et de test de propulsion pour l'ISS.
La plate-forme hébergera le moteur VASIMR VF-200, une nouvelle technologie de propulsion en développement par Ad Astra.
...

Pas plus d'informations pour l'instant. Cette plate-forme peut aussi servir à tester d'autres moteurs, et pourrait donc intéresser éventuellement d'autres acteurs.

A+

Selon Flight, la NASA envisagerait de signer un accord avec AdAstra pour tester un moteur VASIMR sur l'ISS !

http://www.flightglobal.com/articles/2008/08/05/226329/nasa-to-test-plasma-engine-on-space-station.html

Et sur quel module la NASA voudrais mettre ce module :?: et se moteur servirais a faire des rehaussement de la station

Peut-être sur la palette externe de Kibo, si il y a de la place, ou alors il faudrait concevoir une plate forme spéciale pour le VASIMR qui pourrait s'amarrer à la station.

Et puis ça dépend de la taille de l'engin. Il y a une petite animation sur le site d'Adastra rocket qui pourrait nous donner une idée de la taille du VX-200, le prototype qu'ils doivent normalement tester sur la station :

http://www.adastrarocket.com/vx200.html

Pour la taille c'est pas très grand mais par quel transport on va pouvoir acheminer ça sur l'ISS parceque bientôt plus de navettes :( ATV (le sas fait un peu petit) ou HTV ?

Selon l'article de flightglobal, Griffin ne sait pas si ce prototype sera amené par navette, mais il n'a pas dit non. L'arrivée du VASIMR par navette semble donc envisageable (peut-être lors d'une mission de maintenance, puisque le VX-200 ne semble pas bien gros).

Le premier étage du nouveau moteur VASIMR expérimental VX-200 a été testé avec succès à sa puissance maximale de 30 kW, ouvrant la voie à l'intégration du second étage d'accélération du plasma.
http://www.adastrarocket.com/Release241008.pdf
http://www.adastrarocket.com/News.html

lambda0 a écrit:Le premier étage du nouveau moteur VASIMR expérimental VX-200 a été testé avec succès à sa puissance maximale de 30 kW, ouvrant la voie à l'intégration du second étage d'accélération du plasma.
http://www.adastrarocket.com/Release241008.pdf
http://www.adastrarocket.com/News.html

Une très bonne nouvelle en attendant le fonctionnement complet :)

lambda0 a écrit:Le premier étage du nouveau moteur VASIMR expérimental VX-200 a été testé avec succès à sa puissance maximale de 30 kW, ouvrant la voie à l'intégration du second étage d'accélération du plasma.
http://www.adastrarocket.com/Release241008.pdf
http://www.adastrarocket.com/News.html

J'ai pas trouvé quelle était la poussée que pouvait fournir cette version du VASIMR. Et quelle est aussi son ISP ? Et elle différente de celle du moteur final ?

Skyboy a écrit:

lambda0 a écrit:Le premier étage du nouveau moteur VASIMR expérimental VX-200 a été testé avec succès à sa puissance maximale de 30 kW, ouvrant la voie à l'intégration du second étage d'accélération du plasma.
http://www.adastrarocket.com/Release241008.pdf
http://www.adastrarocket.com/News.html

J'ai pas trouvé quelle était la poussée que pouvait fournir cette version du VASIMR. Et quelle est aussi son ISP ? Et elle différente de celle du moteur final ?

Sur de l'argon, l'Isp obtenue était de l'ordre de 4000 à 4500 s sur le proto précédent, le VX-100, et un peu plus de 10000 s avec de l'hydrogène.
Comme ils vont travailler sur de l'argon, on devrait tomber à peu près sur 4000-4500 s en Isp.
En rentrant tout ça dans mon tableur de calcul, on a une poussée de l'ordre de 5 N, pour environ 30 kW dans le 1er étage et 170 kW dans l'étage d'accélération.
Pour comparaison, en propulsion électrique, avec 100 à 200 N, soit éventuellement plusieurs moteurs en parallèle, on peut déjà penser à expédier un vaisseau habité vers Mars.

Peut-on évaluer à combien de temps serait réduit le voyage vers Mars avec un vol tendu à propulsion plasmique permanente au lieu du "classique" vol balistique surtout si ne freine pas à l'approche de Mars, là où le vol balistique relativement lent fait perdre beaucoup de temps? On opte pour une entrée directe dans l'atmosphère martienne avec un aérofreinage bien ajusté ce qui deviendra de plus en plus réalisable si une grappe de satellites météo se trouve déjà en poste autour de Mars.
Cordialement,
Giwa

giwa a écrit:Peut-on évaluer à combien de temps serait réduit le voyage vers Mars avec un vol tendu à propulsion plasmique permanente au lieu du "classique" vol balistique surtout si ne freine pas à l'approche de Mars, là où le vol balistique relativement lent fait perdre beaucoup de temps? On opte pour une entrée directe dans l'atmosphère martienne avec un aérofreinage bien ajusté ce qui deviendra de plus en plus réalisable si une grappe de satellites météo se trouve déjà en poste autour de Mars.
Cordialement,
Giwa

La géométrie des vaisseaux à propulsion électrique se prête assez mal à l'aérocapture : surfaces importantes (panneaux solaires ou radiateur de générateur nucléaire) supportant peu de contraintes.
Mais c'est aussi moins pertinent qu'en propulsion chimique, où le moindre gain de deltaV permet des économies de masse intéressantes.
Par contre, un aérofreinage "doux", sur un nombre suffisamment grand d'orbites, est peut-être envisageable (mais je n'ai pas vu d'études dans ce sens).

Peut-être est-il possible d'envisager alors que la partie habitée se détache un peu avant l'arrivée du système de propulsion ionique ou plasmique pour ne pas perdre de vitesse, donc de temps avant son entrée avec aérofreinage dans l'atmosphère martienne tandis que la partie propulsive entame son propre freinage ? La décélération pour cette dernière partie sera plus faible puisqu'il utilisera ses moteurs ioniques ou plasmiques dont les poussées sont moins grandes que celles de moteurs chimiques (ou qu'il utilise un aérofreinage très doux sur plusieurs orbites ) Cette partie non habitée sur sa lancée dépassera Mars et devra manœuvrer sur une assez longue période pour se mettre en orbite basse martienne en attendant le retour de l'équipage après son séjour sur Mars et assurer ensuite le retour vers la Terre

Up pour Giwa :cheers:

Effectivement, l'idée de Giwa est très séduisante !!

je suis un peu largué dans ce domaine, mais j'ai trouvé une video sur Mr VASIMR VX 200 (ground test)

This is a series of test firings of the VASIMR VX-200 plasma rocket prototype.
The rocket's 1st stage (a Helicon plasma source) was fired at 14 kW using a solid state RF amplifier, and argon gas a...




une simu vers mars avec vasimr, pour le plaisir

Dans la simulation c'est le même que dans orbiter :P

Attendons maintenant la mise au point du second étage du moteur plasmique VASIMR. Ce moteur pourrait agrandir les perspectives des voyages interplanétaires en particulier pour ceux en direction de Mars. Car non seulement il pourrait raccourcir la durée des voyages, mais aussi introduire une bien plus grande souplesse pour les durées de séjour sur cet astre puisque on ne serait plus limité aux trajectoires balistiques et donc les fenêtres de lancement depuis la Terre et Mars seraient plus variés : on pourrait sans doute alors en cas de nécessité envisager des séjours de moins de 18 mois sur Mars.

giwa a écrit:Attendons maintenant la mise au point du second étage du moteur plasmique VASIMR. Ce moteur pourrait agrandir les perspectives des voyages interplanétaires en particulier pour ceux en direction de Mars. Car non seulement il pourrait raccourcir la durée des voyages, mais aussi introduire une bien plus grande souplesse pour les durées de séjour sur cet astre puisque on ne serait plus limité aux trajectoires balistiques et donc les fenêtres de lancement depuis la Terre et Mars seraient plus variés : on pourrait sans doute alors en cas de nécessité envisager des séjours de moins de 18 mois sur Mars.

450 jours, soit 15 mois, en trajectoire d'opposition, avec 5 à 10 MW de puissance électrique, solaire ou nucléaire.
Peut-être pas avec ce moteur, 200 kW c'est encore un peu faible, mais avec un moteur de 500 kW à 1 MW, ça devient confortable, en mettant 10 moteurs en parallèle.
Comme le Vasimr est passé en 5 ans de 10 kW à 200 kW, on peut avoir quelque espoir de disposer d'un moteur de 1 MW vers 2030. Restera le problème de la source d'énergie, réacteur nucléaire ou panneaux solaires, mais ces domaines progressent aussi.

A+

lambda0 a écrit:Comme le Vasimr est passé en 5 ans de 10 kW à 200 kW, on peut avoir quelque espoir de disposer d'un moteur de 1 MW vers 2030. Restera le problème de la source d'énergie, réacteur nucléaire ou panneaux solaires, mais ces domaines progressent aussi.
A+

On peut pas être plus optimiste que 2030 avec ces chiffres ? 2015, par exemple puisqu'il a multiplié par 20 sa puissance en 5 ans, il peut bien la multiplier par 5 en 6 ans !

Skyboy a écrit:

lambda0 a écrit:Comme le Vasimr est passé en 5 ans de 10 kW à 200 kW, on peut avoir quelque espoir de disposer d'un moteur de 1 MW vers 2030. Restera le problème de la source d'énergie, réacteur nucléaire ou panneaux solaires, mais ces domaines progressent aussi.
A+

On peut pas être plus optimiste que 2030 avec ces chiffres ? 2015, par exemple puisqu'il a multiplié par 20 sa puissance en 5 ans, il peut bien la multiplier par 5 en 6 ans !

Si tout se passe comme prévu, on peut certainement être plus optimiste. Les "roadmaps" de AARC prévoient d'atteindre ce niveau de puissance avant 2020, au moins en laboratoire.
Je me méfie quand même un peu car il y a toutes sortes de nouveaux problèmes qui apparaissent à puissance élevée continue : problèmes logistiques (nécessité de chambres à vide de plus en plus grandes et coûteuses pour les tests), problèmes techniques (gestion thermique, possibilité d'instabilités MHD dégradant le rendement global), ce qui a déjà bridé le développement d'autres moteurs plasmiques de puissance et peut allonger les délais.

A+

Quelques détails de ce que pourraient être les essais du moteur sur l'ISS dans un communiqué de presse de Ad-Astra.
Les premières poussées devraient être limitées à 10 minutes, avec une puissance pouvant aller jusqu'à 200 kW, et le moteur devrait être alimenté par des batteries rechargées via les panneaux solaires de l'ISS.

http://www.adastrarocket.com/AdAstra-NASA_PR12Dec08.pdf

Steph a écrit:Quelques détails de ce que pourraient être les essais du moteur sur l'ISS dans un communiqué de presse de Ad-Astra.
Les premières poussées devraient être limitées à 10 minutes, avec une puissance pouvant aller jusqu'à 200 kW, et le moteur devrait être alimenté par des batteries rechargées via les panneaux solaires de l'ISS.

http://www.adastrarocket.com/AdAstra-NASA_PR12Dec08.pdf

Super bonne nouvelle, mais je ne vois pas de date.