VASIMR - Le moteur plasmique

@Giwa a écrit:

@Thierz a écrit:

J'ai la flemme de parcourir les 19 pages du sujet, mais je crois me souvenir que lambda0 nous avait indiqué que la prononciation de Vasimr était "vasimer" (en) ou "vasimeur" (fr) ;)

On pourrait penser pour se propulser dans l'Espace à utiliser les particules virtuelles de l'effet Casimir  ? 
Bon ... là, je dérive de plus en plus vers le HS et  :iout:

C'est plus ou moins le systeme de fonctionement de l'EMdrive..non? :scratch: :megalol:

Non ce n'est pas similaire à l'EM Drive.
Vasimir nécessite l'emport de gaz. Le moteur ionise ce gaz à l'aide de radiofréquence, puis il est soumis à un très forte chaleur, produisant le plasma qu'il éjecte. La poussée obtenue théorique est nettement supérieur à la propulsion chimique (d'un facteur 10). 
Actuellement, le moteur parvient, sur banc d'essai, à convertir le gaz et à produire une poussée très stable.

@Fabien a écrit:Non ce n'est pas similaire à l'EM Drive.
Vasimir nécessite l'emport de gaz. Le moteur ionise ce gaz à l'aide de radiofréquence, puis il est soumis à un très forte chaleur, produisant le plasma qu'il éjecte. La poussée obtenue théorique est nettement supérieur à la propulsion chimique (d'un facteur 10). 
Actuellement, le moteur parvient, sur banc d'essai, à convertir le gaz et à produire une poussée très stable.

Je pense que tu voulais dire que l'impulsion spécifique était nettement supérieure, entre 1000 et 30000 secondes, car la poussée est quant à elle entre 10 et 500 Newtons.
Les moteurs ioniques ont a peu de chose près la même isp mais la poussée est plus de l'ordre du 5 Newtons

Je sais que VASIMR a 2 modes, l'un à faible poussée mais isp élevée et l'autre à forte poussée mais failbe isp (je ne connais pas les spécificités de ces modes par contre...)

@Elliac a écrit:...

Je sais que VASIMR a 2 modes, l'un à faible poussée mais isp élevée et l'autre à forte poussée mais failbe isp (je ne connais pas les spécificités de ces modes par contre...)

La puissance électrique disponible étant fixée, on la répartit différemment entre l'étage d'ionisation et l'étage de chauffage/accélération.
Si on veut de la poussée, on envoie plus de puissance vers l'étage d'ionisation, pour ioniser plus de gaz, au détriment de l'étage de chauffage.

Merci pour ces info lambda0 !  :ven:

@phenix a écrit:

@Giwa a écrit:
On pourrait penser pour se propulser dans l'Espace à utiliser les particules virtuelles de l'effet Casimir  ? 
Bon ... là, je dérive de plus en plus vers le HS et  :iout:

C'est plus ou moins le système de fonctionnement de l'EMdrive..non? :scratch: :megalol:

Bon c’était une plaisanterie suite au message d'au dessus qui parle de propulsion a base de particules virtuelles qui, au vu du floue autour de sont fonctionnement, rappel l'EMdrive.
Vasimr fonctionne par éjection de particule massique est n'est en faite qu'un mixte entre plusieurs technologie de propulsion electique qui permet de jouer sur le ratio de puissance fournis a chaque portion pour adapté sont isp et donc sa poussé a puissance fixe.
puissance =poussé*Vitesse d'ejection/2    (pour rappel pour un moteur anaérobie, isp*9,81=vitesse d'ejection)
donc avec une puissance fixe (celle du réacteur nucléaire ou des panneaux solaire embarqué) une augmentation de poussé ne peut s'obtenir que par une diminution de l'ISP est inversement. C'est entre autre pour ça que Zubrin est très critique sur le Vasimr. Il n'a rien de révolutionnaire s'il n'est pas lier a une système de génération électrique ayant une forte densité de puissance (W/kg).

La poussée est ajustable et dépend donc directement de la puissance qu'un système embarqué (Panneau solaire, RTG...) peut livrer au moteur. 
Un réacteur nucléaire permettrait de fournir la puissance nécessaire pour atteindre une poussée réduisant considérablement les temps de trajet au sein du système solaire.
Un RTG pourrait envoyer une petite sonde à travers le système solaire à toute allure.

Bon on en est pas là :) mais la conversion du gaz en plasma, par ce moteur, semble maîtrisée, à une puissance de 100 à 120 kW, ce qui est une belle prouesse.
On attend des infos sur l'essai réalisé pour 100 heures de fonctionnement continue.

Le 30 juin 2021, Ad Astra a réussi un test important du moteur VX 200SS à une puissance de 82,5 kW sur une durée de 28 heures.
Selon Chang Diaz, il s'agit du record mondial en terme de ratio "puissance - endurance".
La déclaration précise que la durée aurait largement pu être prolongée.
D'ailleurs, prochaine étape : atteindre le ratio 100 kW sur 100 heures de fonctionnement, un objectif fixée par la NASA.

La publication

Interessante cette idée !

Comme nous le rappelle Giwa la fourniture d'énergie électrique (délocalisée) pour activer VASIMR est un souci majeur. Mais à suivre un projet de fourniture d'énergie en convertissant des faisceaux LASER venu pourquoi pas de relais en orbites plus ou moins lointaines de la Terre ne me semble pas réaliste pour faire de l'énergie électrique. Je n'oublie pas la règle d'affaiblissement en 1/r² pour les ondes électromagnétiques dont les LASER font un peu partie et même si les photons, d'instinct grégaire, en mode LASER ne s'éparpillent en tous sens, je reste sceptique sur le bilan pour l'activité VASIMR. Avez vous une idée sur ce sujet ?

il y a plusieurs projet pour déporté la source d’énergie sur un point "fixe" (parfois en orbite) au lieu de l’intégré au vaisseau. 

le projet le plus simple et le plus connu est  Breakthrough Starshot qui vise a envoyer une picosonde vers un autre système solaire grâce a une voile photonique poussé par des laser basé sur terre. vu qu'il n'emporte ni énergie , ni carburant, il a une isp infini, mais le taux de conversion énergétique est extrêmement faible et ne marche donc que pour les masses faible. 

ensuite il y le laser thermique. en gros le vaisseau emporte sont fluide propulsif qui est chauffé par une laser avant l’éjection. Il y a déjà beaucoup d’étude sur l’architecture de la tuyère qui en plus de c'est caractéristique aérodynamique, doit aussi avoir des propriété optique de concentraient du laser vers l'injecteur.  le vaisseau est tout de même alourdie par la masse de fluide a emporté et l'ISP est excellente comparé a du chimique mais pas non plus exceptionnel. en gros, on est très similaire a du nucléaire thermique mais sans avoir a emporté de réacteur nucléaire.

pour finir, il y a le laser-électrique. on est exactement comme du nucleaire-electique ou du solaire-electique avec une propulsion ionique, plasmique, hall..... (vasmir ici).  la différence c'est qu'on a pas de réacteur nucléaire mais des panneaux "solaire" (photovoltaïque ou thermique) reduite et adapté a la reception de laser.

Le VASIMR se développe au rythme de ses financements limités, et AARC se retrouve à travailler sur toutes sortes de choses sans rapports avec l'espace, pour faire bouillir la marmite.
De nos jours, la majorité des engins spatiaux lancés sont à propulsion électrique (SpaceX fait monter les stats avec Starlink), mais comme le VASIMR est surdimensionné et trop coûteux pour les satellites actuels, son avenir dépend du développement d'autres applications nécessitant plus de puissance.

@Fabien a écrit:Le 30 juin 2021, Ad Astra a réussi un test important du moteur VX 200SS à une puissance de 82,5 kW sur une durée de 28 heures.
Selon Chang Diaz, il s'agit du record mondial en terme de ratio "puissance - endurance".
La déclaration précise que la durée aurait largement pu être prolongée.
D'ailleurs, prochaine étape : atteindre le ratio 100 kW sur 100 heures de fonctionnement, un objectif fixée par la NASA.

La publication

Nouveau test réalisé du 12 juillet au 16 juillet.
Le moteur a poussé durant 88 heures à 80 kW avec une grande stabilité !!!

Ce test était paramétré pour une durée de 100 heures mais un capteur de température placé sur l'équipement de support a provoqué une coupure de sécurité. De son côté, le moteur s'est parfaitement comporté. D'autres tests vont suivre, puis Ad Astra pense pouvoir proposer VASIMR à la NASA pour une démonstration NEP en vol (propulsion électrique nucléaire).