İnsanoğlunun Mars'a Gidebilmesi İçin Yegane Alternatif Olarak Görülen Vasimr Motorunun Özellikleri

vasimr, ingilizce açılımı variable specific impulse magnetoplasma rocket olan ve uzayda itki için tasarlanmakta olan motordur. bu motor en temel haliyle 3 alt sistemden oluşur. bunlar,

1) helicon discharge
2) ion cyclotron resonance heater
3) magnetic nozzle

şeklinde sıralanabilir.

standart roket motorlarıyla arasında bir benzerlik kurmak gerekirse eğer; helicon discharge motordaki kompresöre, ion cyclotron resonance heater yanma odasına ve magnetic nozzle, de laval nozülüne benzetilebilir.

helicon discharge bir plazma üretim sistemidir. düşük frekanslı elektromanyetik dalgalarla, basınçlandırılmış gazı plazma haline getirir ki vasimr'de genellikle kolay iyonlaşması nedeniyle xenon tercih edilir. düşük frekanslı dalgaların kullanılmasının nedeni daha yüksek penetration depth'e sahip olmalarıdır. böylece hem iyonlaşma verimi, hem de plazma yoğunluğu yüksek (10^19 m^-3) bir akış gerçekleşebilir.

ion cyclotron resonance heater ise bir parçacık hızlandırma mekanizmasıdır ve 1939 yılında ernest lawrence'a nobel fizik ödülünü getirmiştir. tokamak'tan farklı olarak vasimr'de plazma cyclotron içinde sadece tek bir tur atar. kontrol algoritması için sistemde ve antende ayrı ayrı endüktanslar bulunur. cyclotron yapısı gereği alternatif voltaja ihtiyaç duyduğundan dolayı verimde bir kayıp söz konusudur. gene de son yıllardaki çalışmalardan sonra vasimr'de cyclotron verimi %90'ın üzerine çıkarılabilmiştir.

magnetic nozzle, de laval nozzle tarzı bir geometriye sahiptir. boğulana kadar sıkıştırılan akış daha sonra genişletilerek supersonic rejime kadar hızlandırılır ve egzoz lülesinden sonra motoru terk eder. momentum transferi de laval nozzle'dan farklı olarak indüklenmiş ve uygulanmış olan manyetik alanlar arasındaki lorentz kuvveti sayesinde mümkün olur, zira magnetic confinement nedeniyle plazma akışı ile manyetik lüle yüzeyi arasında de laval'daki gibi fiziksel bir temas yoktur. bu nedenle 2 manyetik alan arasında diamanyetik bir etkileşim olması itki sağlanabilmesi açısından önemlidir.

insanlı uzay seyahatlerinin, kısaltılma gereksinimi nedeniyle vasimr motorları mars seyahati için şimdilik tek alternatif olarak görünmektedir. ad astra şirketi ve nasa'nın yaptığı geliştirme harcamalarından sonra motorun gelişiminde ciddi bir ilerleme kat edilmiştir ve kısa zamanda uzay ortamında uygulamaları görülecek gibi görünmektedir.