¿Se puede usar un motor de plasma VASIMR para lanzar un cohete?

¿ La idea absolutamente más básica? Tal vez, pero un motor VASIMR capaz de despegar o aterrizar planetario no es un motor VASIMR.

Los motores VASIMR son un tipo de cohete térmico: funcionan calentando gas y expandiéndolo fuera de una boquilla (al igual que los motores térmicos químicos y nucleares, pero NO como los propulsores de iones en rejilla). El gas difuso se ioniza en plasma y se contiene en un campo magnético, se calienta con energía de radiofrecuencia a una temperatura muy alta y luego se permite que se expanda fuera de una boquilla magnética. Esto requiere una gran cantidad de energía, pero permite un ISP bastante bueno, un mejor empuje que los propulsores de iones cuadriculados y la capacidad de ajustar el ISP ajustando la temperatura a la que se calienta el plasma (y, por lo tanto, la energía requerida por unidad de empuje) .

Hay dos problemas:

1. Como se menciona en la otra respuesta, se necesita MUCHA energía para producir un empuje significativo con cualquier propulsor eléctrico; será mejor que tenga una panpoli de reactores nucleares increíblemente livianos, eficientes y de alta potencia.

2. Los principios por los que funciona el motor VASIMR dependen bastante de que el plasma sea bastante difuso, es decir, el tipo de cosa que funciona en el vacío o casi vacío, pero no en una atmósfera. Además, significa que simplemente no obtiene mucho empuje por motor incluso si tiene mucha potencia y, por lo tanto, el motor pesa más de lo que puede levantar (¡incluso antes de subir el reactor nuclear a bordo!)

No todo está perdido. Hay una forma de cohete eléctrico de nivel más bajo que utiliza un principio algo similar al motor VASIMR, pero en lugar de preionizar el plasma y contenerlo en campos magnéticos. Este es el Arcjet, que básicamente está construido como un cohete químico ordinario, pero en lugar de una cámara de combustión, tiene una cámara donde un arco eléctrico (como el producido por un soldador de arco) calienta el propulsor gaseoso a alta presión, que luego se expande fuera de una boquilla de campana normal. Los Arcjets pueden producir un mayor empuje, pero aún necesitará un reactor excepcionalmente poderoso para flotar o despegar con ellos.

El VASMIR 200 aparece con un empuje de 5,4 newtons, y necesita 9,8 newtons para levantar 1 kg contra la gravedad terrestre. Entonces, 700 toneladas necesitarán más de un millón de motores y consumirán más de 254 GW de electricidad.

Entonces, incluso si los motores no tienen peso, esto no es despegar de la tierra sin cooptar la generación de energía de un país considerable.

La propulsión eléctrica también tiende a perder la mayor parte de la eficiencia cuando trabaja contra una atmósfera, aunque con un cuarto de TW en juego podría comenzar a funcionar como un cohete térmico nuclear de bajo rendimiento al calentar la atmósfera.

La propulsión eléctrica generalmente no funciona bien en una atmósfera o con grandes empujes, por lo que generalmente se reserva para misiones en las que las maniobras se pueden completar durante períodos muy largos (semanas o meses).

Si desea explorar este tipo de vehículo, el programa Kerbal Space con algunas de las modificaciones del futuro cercano puede ser una herramienta útil para ver qué se vuelve posible y qué sigue siendo imposible.