Indietro

ⓘ Motore al plasma




Motore al plasma
                                     

ⓘ Motore al plasma

Con motori al plasma si indicano dei propulsori elettrici per uso spaziale che sfruttano la fuoriuscita di masse gassose ionizzate, accelerate da campi elettromagnetici, nel processo di generazione della spinta.

Anche se molto meno potenti rispetto ai motori a razzo tradizionali, i propulsori al plasma sono in grado di operare con maggiore efficienza e per lunghi periodi di tempo. Essi, sono meglio adeguati per un impiego su percorsi spaziali di considerevoli durata e distanza. In passato, motori di questo tipo sono stati sviluppati dallUnione Sovietica dal 1963 al 1965 con lobiettivo di portare velivoli spaziali fino a Marte. In anni più recenti, diverse agenzie spaziali hanno sviluppato forme di motori alimentati a plasma, fra cui lAgenzia Spaziale Europea, lAgenzia spaziale iraniana e lUniversità Nazionale Australiana.

                                     

1.1. Tipologie di motori Propulsore Helicon a doppio strato

Un propulsore Helicon a doppio strato impiega onde radio per creare sia un plasma che un ugello magnetico. Questultimo convoglia e accelera il primo, generando una spinta. Si noti come lutilizzo dei campi magnetici, sia necessario per proteggere il reattore dal calore sviluppato, il quale va ben oltre la temperatura di fusione dei materiali utilizzati.

                                     

1.2. Tipologie di motori Propulsore magnetoplasmadinamico

I propulsori magnetoplasmadinamici usano la forza di Lorentz una forza risultante dallinterazione fra un campo magnetico e una corrente elettrica per generare una spinta. La carica elettrica fatta fluire nel plasma, in presenza di un campo magnetico, produce unaccelerazione per effetto della forza magnetica generata.

                                     

1.3. Tipologie di motori Propulsore ad effetto Hall

Un propulsore ad effetto Hall, combina un forte campo magnetico statico ad un campo elettrico prodotto fra un anodo a monte e un catodo a valle, chiamato neutralizzatore. Il risultato, è la creazione di un "catodo virtuale" zona di alta densità di elettroni alluscita del dispositivo. Tale catodo virtuale, attira lo ione, formato allinterno della parte terminale del propulsore, verso lanodo. Il fascio di ioni così accelerato, viene neutralizzato da alcuni degli elettroni emessi dal neutralizzatore.

                                     

1.4. Tipologie di motori Propulsore a forza ponderomotrice

Un propulsore a forza ponderomotrice, anziché sfruttare elettrodi per accelerare il plasma e provocare la spinta, si serve della forza ponderomotrice ovvero la forza non lineare che una particella carica sperimenta in un campo elettrico oscillante non omogeneo. Tale forza, agisce sul plasma o sulle particelle cariche sotto linfluenza di un forte gradiente di energia elettromagnetica.

                                     

1.5. Tipologie di motori VASIMR

Il VASIMR Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket, funziona utilizzando dapprima onde radio per ionizzare un propellente in un plasma, quindi un campo magnetico per accelerare il plasma nella parte terminale del motore a razzo e realizzare una spinta. Il VASIMR è attualmente sviluppato dalla società privata Ad Astra Rocket Company, con sede a Houston, in collaborazione con una società canadese che fabbrica i generatori RF da 200 kW, necessari a ionizzare il propellente. Alcuni di tali componenti vengono testati in un laboratorio della città di Liberia, nella Costa Rica. Questo progetto è guidato dallingegnere nucleare ed ex astronauta NASA, Franklin Chang-Diaz presidente ed amministratore delegato della Ad Astra Rocket Company e la Costa Rica Aerospace Alliance vi collabora al fine di sviluppare un dispositivo esterno di supporto al VASIMR, da installare allesterno della Stazione Spaziale ISS, così da poter verificare lefficacia di tale motore nello spazio. È stato stimato che in 39 giorni dovrebbe portare luomo su Marte.