VASIMR

[stormshadow]

Bon j'ouvre ce topic pour faire un topo sur VASIMR nouveau système de propulsion électrique avec une ISP de 1000s à 30000S  et qui pourrait à terme permettre à un vaisseau de 20t d'atteindre Mars en 39 jours d'après ces concepteurs.

Par rapport aux autres systèmes de propulsion électrique VASIMR permet de faire varier l'ISP au profit de la poussée ou vice versa ce qui permet pour une mission d'avoir toujours la combinaison optimal ISP/poussée.

http://fr.wikipedia.org/wiki/VASIMR

http://en.wikipedia.org/wiki/Variable_Specific_Impulse_Magnetoplasma_Rocket

Zubrin qui descend VASIMR http://www.planete-mars.com/vasimr-zubrin-defie-chang-diaz-den-debattre-avec-lui/

http://www.youtube.com/watch?v=myYs4DCCZts

C'est vrai que 200MW pour 20t semble très optimiste cela ferait au minimum 10kW/kg en assumant un rendement de 100% et 100% du vaisseau composée de l'ensemble de propulsion (VASIMR + centrale électrique). Il faudrait plutôt 100kW/kg. Mais VASIMR peut avoir d'autres applications.

[zx]

Tout dépendra de la NASA et de l'intégration qu'elle en fera dans ses projets, si elle est intéressante, elle l'utilisera sinon elle sera mis aux archives comme beaucoup de projets.

Pour ma part, concernant sa gourmandise en energie, je reste persuadé qu'ils peuvent augmenter considérablement son rendement. quand aux 39 jours , c'est plutôt optimiste, mais diviser le temps du trajet Terre Mars par deux, ca serait déjà pas mal. test sur l'iss pour 2013 j'ai des doutes, j'ajouterai bien 2/3 ans.

edit: Ad Astra Reaches Plasma Propulsion Milestones

http://www.aviationweek.com/Article.aspx?id=/article-xml/asd_07_30_2012_p04-02-481200.xml

In May, Ad Astra expanded its Space Act Agreement with NASA to initiate the safety, reliability and mission assurance phase of a prospective 2015 test flight of a Vasimr prototype, either to the International Space Station or on a free-flyer, for three years of in-space characterization.

VF-200

The VF-200 is the first flight unit of the VASIMR® engine. It will be tested on the International Space Station (ISS) where the thrust and performance can be measured without the limitations of pumping and pressure found in ground-based space simulation chambers. The VF-200 will consist of two 100 kW thruster units packaged together in one engine bus.  The magnetic field of each thruster will be oriented in opposite directions in order to make a zero-torque magnetic quadrapole, which is important when operating in low earth orbit because the magnetic field of the earth and magnet want to be aligned. The magnetic quadrapole will also improve the performance of the VF-200 magnetic nozzle.

The VF-200 is being designed to reach the steady-state operating temperature to prove that it is capable of operating indefinitely for future missions. The VF-200 will use electrical power from the ISS to charge a large battery pack capable of powering the thruster for approximately 15 minutes at full power.  The VF-200 project will serve as a “pathfinder” for the ISS National Laboratory by demonstrating a new class of larger, more complex science and technology payload.

le mockup pour l'iss, video et gif animé

http-~~-//www.youtube.com/watch?v=NWoP82mLYHI

[zx]

Un document intéressant qui est un agrément entre la NASA et AD ASTRA, qui souligne la feuille de route à suivre en 5 étapes majeures pour lancer le protype sur l'iss

http://www.nasa.gov/pdf/308999main_Ad_Astra_Final.pdf

extrait :

Five Gates are identified that constitute important milestones in the ultimate completion of the

Project. Some of these Gates are achieved by  the successful completion of scheduled reviews

and development of  appropriate follow-on agreements, which  are critical to  maintaining the

Project's momentum and which should not be unreasonably withheld or delayed.  In the event

that any Gate is not met by either Party, an assessment of the impact thereof to the Project will be

carried out by  the Parties to  determine the  best  alternative course of  action.  Any follow-on

agreements or modification agreed to by the Parties in the course of implementing the Project as

described herein shall be fully incorporated in this Agreement and shall constitute a modification

of this Agreement in accordance with Article 21, MODIFICATIONS.

The five Gates are described as follows:

GATE 1.  Execution of a Payload Integration Agreement (PIA).

This Gate is the initial document that specifies the generic and unique agreements between

NASA and AD ASTRA for the flight to and on the ISS.  Execution of an appropriate PIA and

completion of Gate 1 is contingent on the successful completion of the Pre-Gate 1 activities (as

set forth in Article 5, ROLES AND RESPONSIBILITIES).

GATE 2.  Successful system level Preliminary Design Review (PDR) complete (as

reasonably determined by the Parties).

This Gate demonstrates that the preliminary design of the Project meets all system requirements

with acceptable risk and within the cost and schedule constraints that the Parties set forth in their

respective portions for integration and establishes the basis for proceeding with detailed design.

It shows that the correct design option has been selected, interfaces have been identified, and

verification methods have been described. Full baseline cost and schedules for the Parties

integration portions, as well as risk assessments, management systems, and metrics are

presented.

GATE 3.  System level Critical Design Review (CDR) complete (as reasonably determined

by the Parties).

This Gate insures that the maturity of the design of the Project is appropriate to support

proceeding with full scale fabrication, assembly, integration, and test, and the technical effort is

on track to complete the flight and ground system development and mission operations in order

to meet mission performance requirements within the identified cost and schedule constraints for

NASA's integration.  The final on orbit allocation, targeted launch carrier and launch manifest

opportunity will have been selected by this time through the successful award under a National

Lab Announcement.  This allocation will be in compliance with NASA's plans to operate a share

of U.S. accommodation on the ISS as a national laboratory.

GATE 4.  Successful completion of VF-200 Flight Unit Certification of Flight Readiness

(COFR) Documentation and pre-shipping review (as reasonably determined by

NASA).

This Gate urovides for a review that examines all tests. demonstrations. analvses and audits that

determine the system's readiness for a safe and successful flight and for subsequent flight

operations. It also ensures that all flight and ground hardware, software, personnel and

procedures are operationally ready.

GATE 5.  Successful system level Launch Readiness Review (LRR) (as reasonably

determined by the Parties).

This Gate is the final Gate that occurs prior to actual launch in order to verify that the Project's

Payload is ready for launch.

[zx]

Dans le même document, Il semblerait qu'ils sont à la réalisation des mockups (5) et ils commencent à travailler en coopération avec la nasa avant de livrer le prototype.

c'est pas pour tout de suite.

1. Develop a Mission Requirements Document jointly approved with NASA, including the

launch, on-orbit operation, and end-of-mission requirement

2. Develop an Operations Concept for the payload, including activation on-orbit, testing,

firing  protocols. operational constraints, Extravehicular Activity  (EVA)  and  on-orbit

maintenance.

3.  Develop (Payload) System Requirements, including Electromagnetic Interference (EMI)

constraints, safety requirements, thermal environment, electrical, avionics, and software.

4.  Design,  manufacture  and  test the  payload hardware.  This responsibility includes all

activities leading up to the final delivery of the VASIMRTM  payload, including full design

of the  VF-200 and  supporting platform structure, stored energy  module  (batteries),

vacuum chamber testing of the engine components and subsequent integration and test of

the  full system.  This  responsibility  also includes  evaluation, including: VASIMRTM

systems engineering and integration, thermal management and control VASIMR~~  power

system requirements  and  interfaces,  command and  data  system requirements,

superconducting magnet system  and  electromagnetic effects, plasma  plume,  EM1  and

other environmental effects.

5.  Develop the payload Neutral Buoyancy Lab (NBL) mockups and work with NASA on

the  development  of  EVA  installation, servicing  and  contingency procedures  and

hardware fit checks.

6.  Deliver VASIMRTM  data (ground and flight) to NASA.

7.  Conduct VASIMRTM unique ground tests. These tests include:  engine  performance

measurements, plume data, measurement of EM1 spectrum, thermal, plasma erosion and

lifetime testing.

8.  Develop the Project documentation as required by the PIA.

9.  Provide  the  design  and fabrication  of  the  ground  system element  This  activity

encompasses ground test hardware, software, procedures, transportation  and  ground

handling equipment.

10. Support the launch and transfer system elements.

11. Provide the required documentation and data sets for the various reviews (PDR,  SRR,

etc.), including test and verification data, drawings, analysis and all pertinent information

required to support the reviews.

12. Provide the necessary safety data, support all the required safety and technical reviews,

and provide the necessary documentation for these, including failure mode and hazard

analysisltracking data and hazard closure documentation to enable NASA to review and

approve the payload documentation for flight safety.

13. Maintain and control the Project's schedule and configuration control. AD  ASTRA will

assign a Project Manager for overall Project and schedule control. In addition, the Project

Manager will be responsible for ensuring strict protocols in  configuration  control  and

Project management. The  AD ASTRA  Project  Manager will work  closely with  the

NASA Payload Integration  Manager  to  ensure clear  and  organized  communications

across the AD ASTRA NASA interface.

14. Determine and provide the disposal of the test engine after completion of all testing if

launched and operated on the ISS.

edit:

Ps! il y a un enjeu que tout le monde oubli et qui ne concerne pas uniquement la production d'énergie et qui n'est pas très médiatique, mais qui va être l'objet de recherche très intensives des R&D  dans les prochaines décennies, c'est le stockage massif de l'énergie. Vu les quantités de stockage, ca n'aura plus rien à voir avec nos batteries de voitures.

Paradoxalement c'est pas pour l'espace qu'on développera des "super batteries à haute densité", mais pour répondre à des demandes d'énergie dans l'informatique et autre secteur industriel, un data center a besoin de 100MW, internet, centre de paiement, etc, les solutions alternatives actuelles ne suffisent plus, hors de question de s'arrêter lors d'un black out ou de tourner à minima qui entraînerait un blocage économique majeur au niveau national ou mondial, la demande dans ce secteur est exponentielle.

Interview :

NASA Public Affairs Officer Dan Huot interviews Ken Bollweg, VASIMR Project Manager, about VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket), recent testing progress and future applications. Mars 2012

http://spaceports.blogspot.fr/2012/03/vasmir-plasma-rocket-in-experimental.html

http-~~-//www.youtube.com/watch?v=r4jf2F3YEAI&feature=watch-vrec

[seb24]

Pour que VASIMIR fasse Terre-Mars en 39j il faut 200MW/20t soit au minimum 10MW/t soit 10kW/kg. On en est très loin. A discuter ici http://www.air-defense.net/forum/index.php/topic,19668.0.html

Quand à la production d'energie, on considère en général que au delà de Mars, il faut obligatoirement recourir à l’énergie nucléaire.

Oui actuellement mais y'a pas mal d’améliorations en court qui devraient permettre d'optimiser le moteur. Et en effet pour des voyages va falloir de toute façon commencer a envisager la construction de reacteur nucléaire dans l'espace.

[zx]

Ad Astra Rocket Company and NASA move to execution phase of NextSTEP VASIMR partnership

 

http://spaceref.com/news/viewpr.html?pid=46574

 

traduction auto

 

Ad Astra Rocket Company et la NASA ont terminé avec succès les négociations de contrats sur les partenariats Suivant Exploration de l'espace de la technologie (NextSTEP) le prix de l'entreprise, a annoncé le 31 Mars, 2015, et maintenant entrer dans la phase d'exécution du projet.

 

Les parties ont signé le contrat, une entente à prix fixe de trois ans, le 7 Août 2015 pour une valeur totale d'un peu plus

de 9 millions $. 

 

L'accord est structuré comme un contrat d'un an avec deux prolongations supplémentaires d'un an sur la base de l'accomplissement de commun accord des jalons.

 

Programme des systèmes d'exploration avancée de la NASA parraine prix NeXTStep dans un partenariat à 50/50 des coûts avec l'industrie. 

 

En vertu de cette sentence, Ad Astra va mener une longue durée, test de haute puissance d'une version améliorée du prototype VX-200TM VASIMR, le VX-200SSTM (pour l'état d'équilibre), pour un minimum de 100 heures en continu à un niveau de 100 de puissance kW. 

 

Ces expériences visent à démontrer nouvelle conception de base exclusive et le contrôle thermique sous-système du moteur et de mieux estimer composant vie. Les tests seront effectués en grande, state-of-the-art chambre à vide de Ad Astra dans le Texas des installations de l'entreprise.

 

Depuis sa création en 2005, Ad Astra a continué de progresser le niveau de maturité technologique (TRL) du moteur VASIMR presque exclusivement avec des fonds privés. 

 

Ce financement a permis à l'entreprise de compléter plus de 10.000 réussies tirs de forte puissance, ce qui démontre une excellente fiabilité et les performances du moteur (6 N poussée, 5000 sec Isp à plus de 70% d'efficacité) sans signes mesurables de l'usure du moteur. 

 

Pour optimiser les ressources de l'entreprise, ces tests étaient de courte durée (moins de 1 minute), mais suffisamment longtemps pour établir de manière fiable la performance de la fusée et de mesurer les charges thermiques. 

 

Maintenant, un test de longue durée est nécessaire pour valider la nouvelle conception de base de la fusée pour un fonctionnement prolongé dans l'espace. Aller de l'avant en partenariat avec la NASA dans le cadre du prix NextSTEP, Ad Astra, poursuit la maturation de la technologie de l'VASIMR à un niveau supérieur à 5 TRL, un pas de plus vers vol.

 

«Nous sommes fiers de nos réalisations et ravis par cette annonce, qui nous donne un grand élan vers l'espace", a déclaré le Dr Mark D. Carter, de Ad Astra Sr. VP, Développement technologique. «Je suis fière d'être une partie de ce projet, un exemple d'un partenariat commercial et de la NASA progressive, qui cherchent à promouvoir la capacité de propulsion électrique des États-Unis pour l'avenir des vols spatiaux," a déclaré le Dr Jared P. Squire, Ad Astra de Sr. VP, Research. Drs. Carter et Squire mènent le projet à Ad Astra comme principal et des co-chercheurs principaux, respectivement.

 

Sur la technologie

 

Court de variables spécifiques Rocket Impulse magnétoplasma, VASIMR fonctionne avec du plasma, un gaz chargé électriquement qui peut être chauffé à des températures extrêmes par des ondes radio et contrôlé et guidé par de forts champs magnétiques. Le champ magnétique isole également les structures proches des températures afin d'échappement ainsi au-delà du point de matériaux de fusion peut être réalisée. 

 

Dans la propulsion des fusées, plus la température des gaz d'échappement est élevé, plus leur vitesse et plus le rendement du carburant. Roquettes de plasma disposent des vitesses d'échappement loin supérieures à celles atteintes par leurs cousins ​​chimiques, de sorte que leur consommation de carburant est extrêmement faible.

 

A PROPOS DE AD ASTRA

 

Une société américaine du Delaware établie en 2005, Ad Astra Rocket Company est le développeur du moteur VASIMR, un système de propulsion spatiale à plasma de pointe destiné au marché émergent dans l'espace de transport. Ad Astra possède et exploite l'appui des filiales de recherche et développement aux Etats-Unis et le Costa Rica aussi. Grâce à ses filiales, la société développe également des applications liés à la terre de haute technologie dans les énergies renouvelables, la fabrication de pointe et de la physique appliquée. Ad Astra a son laboratoire principal et siège social au 141 W. Bay Area Boulevard à Webster, Texas, Etats-Unis, à environ deux miles du centre spatial Johnson de la NASA.

Modifié le 27 août 2015 par zx

[zx]

 

NASA awards contracts for deep-space advanced propulsion systems

http://www.nasaspaceflight.com/2015/11/nasa-awards-contracts-deep-space-advanced-propulsion-systems/

[seb24]

Oui ils continuent d'engranger des contrats. C'est le second avec la NASA pour AstraD cette année. Ils leurs reste à tester tout ça dans l'espace.

[zx]

 

Vasimr plasma rocket targeting 100 hours of continuous operation at 100 kW power level early in 2018

https://www.nextbigfuture.com/2017/02/vasimr-plasma-rocket-targeting-100.html