5 december 2019

Ad Astra! Dr. Franklin Chang Díaz licht VASIMR(R) toe in kort Q&A

Zevenvoudig ISS astronaut en CEO van Ad Astra Rocket Company Dr. Franklin Chang Diaz heeft recent enkele vragen van mij beantwoord over de VASIMR(R) plasma motor en de commerciële toepassingen. Met zijn antwoorden licht Chang Díaz de huidige stand van zaken toe betreffende de VASIMR(R), de Ocelot, een concept space-tug (sleepboot) voor ruimteafval, en de toegevoegde waarde van een fusie motor. Dr. Franklin Chang Díaz werkt(e) 40 jaar lang met hart en ziel aan de VASIMR(R), ‘variable specific impulse magnetoplasma rocket’. Op 12 januari 2018 heb ik uitgebreid beschreven over het werk aan de VASIMR(R)* in een tweedelige astroblog. O.a. voormalig NASA hoofd Charles Bolden, en vele NASA collega astronauten  waaronder oud Apollo astronaut Tom Stafford, stonden mede aan de wieg van deze raketmotor die ook wel de voorloper van de fusieraket wordt genoemd. Momenteel is men bij Ad Astra Rocket Company druk bezig met de 100 uur duurtest van de VASIMR(R) en men hoopt bij Ad Astra deze in een aantal maanden te completeren. Het zou de kroon zijn op het werk van Ad Astra, de VASIMR(R) is echt hun vlaggeschip project en het team is vastberaden om hier een succes van te maken. Verder is het bedrijf ook nog druk bezig met integratie van enkele essentiële componenten in de VX-200SS prototype motor.

Franklin Chang Díaz credits; NASA Wikimedia commons

Q.1. The Ocelot module is delivered to the station by a commercial transport vehicle, and can perform orbital re-boost and drag compensation for a tenth of the cost of conventional chemical propulsion. When does this Ocelot will be tested and flight-ready, is there a schedule for the near future 2018-2020?

A.1. The Ocelot is our concept for a VASIMR(R) power and propulsion module that could re-boost (any) space station in Low Earth Orbit (LEO). While this is a well-defined business application of the VASIMR(R), our first goal after the laboratory tests are complete is to do a flight demonstration of the engine alone in space. This, in order to validate our performance predictions and be able to assure our customers of the service we can provide. If all the ground tests are accomplished as planned, we would be in a good posture to attempt the flight demo in the 2022-2023 time-frame. All commercial applications of the VASIMR(R) – the Ocelot included – will have to follow this initial space test.

Q.2. In the 2012 the Ad Astra Rocket Company developed its concept for an orbital sweeper, a 200 kWsolar electric VASIMR space tug, capable of removing large pieces of orbital debris from LEO by controlled deorbit. The sweeper would be capable of deorbit, in a single mission, up to 19 known large uncooperative objects in 19 different orbital planes. My question is; this seems like a very cool and very useful spacetug, when is it ready and do you have special missions in mind?

A.2. The answer to this question is similar. We must complete the initial flight demonstration of the engine (2022-2023) before we move to provide a commercial service with it. In the case of the orbital sweeper, the most interesting application is the removal of large spent upper-stages in near-polar orbits, which, through collisions with other spacecraft, could worsen the already serious enough orbital debris problem in LEO.

Q.3 Last question, in the book you do mark the VASIMR as the precursor of a fusion rocket. What is the added value of a ‘real’ fusion rocket?

A.3.Triggering a fusion reaction in the plasma has been an elusive goal of scientists and engineers for many decades. The various teams working on this throughout the world are making steady progress but the promise of fusion power is still a few years away. If fusion could be triggered in the VASIMR(R) plasma, the added value would be awesome. For two reasons, the power level would increase orders of magnitude and the need for a fission electric power source to “drive” the plasma hot would be eliminated, making the system much more compact. However, there are still many physics and engineering hurdles to be overcome to reach that goal.

NLse vertaling;

Q.1. De Ocelot module wordt aan het (ISS) station geleverd door een commercieel transport voertuig, en kan een orbitale re-boost en ‘drag’ compensatie (sleepcompensatie voor ruimtestations. Voor een ruimtevaartuig in een zeer lage aardbaan (LEO) is de luchtweerstand voldoende sterk om re-entry te veroorzaken voor het beoogde einde van de missie) uitvoeren voor een tiende van de kosten van een conventioneel aangedreven voertuig. Wanneer zal de Ocelot getest worden en vluchtwaardig zijn, is er een schema voor de nabije jaren 2018-2020?

A.1. De Ocelot is ons concept voor een VASIMR(R) aandrijfmodule die (ieder) ruimtestation in een lage aardebaan (Low Earth Orbit, LEO) een re-boost kan geven. Dit is een specifieke commerciële toepassing op de VASIMR(R), echter ons eerste doel is, zodra de laboratoria testen voltooid zijn, een vluchtdemonstratie te geven van alleen de motor in de ruimte. Dit alles, om onze voorspellingen betreffende de operationele kwaliteiten te valideren en zo onze klanten te kunnen verzekeren van de service die we kunnen bieden. Als alle grondtesten volgens schema afgewerkt en compleet afgerond zijn, zouden we ons in de positie bevinden waarin we een vluchtdemonstratie kunnen gaan uitvoeren, in de periode 2022-2023. Alle commerciële toepassingen van de VASIMR(R) – inclusief de Ocelot  – zullen gelijke tred houden met dit schema.

Q.2. In 2012 de Ad Astra Rocket Company ontwikkelde een concept voor een orbitale ‘sweeper’  ‘veger’ een 200 kW solair-elektrische VASIMR(R) ruimtesleepvaartuig, in staat om grote stukken orbitaal ruimteafval van LEO op te ruimen door middel van een gecontroleerde de-orbit manoeuvre. Dit orbitale veegvaartuig zou in een enkele missie, wel 19 grote stukken afval kunnen opruimen in 19 verschillende orbitale banen. Mijn vraag; dit klinkt als een te gekke en zeer nuttige toepassing, wanneer zou deze klaar zijn en heeft U reeds specifieke missies in gedachten?

A.2. Het antwoord is vrijwel eender als bovenstaand. We moeten de initiële vlucht demonstratie test van de motor completeren (2022-2023), dit opdat we verder kunnen door deze te gebruiken voor commerciële dienstverlening. In het geval van dit orbitale sleepvaartuig, is de meest interessante toepassing te vinden in het verwijderen van grote, opgebruikte rakettrappen in de (nabij) polaire banen, die door botsingen met bijvoorbeeld andere ruimtevaartuigen, het reeds serieuze ruimteafval probleem in LEO nog eens zouden kunnen verergeren.

Q.3 Mijn laatste vraag, in het boek markeert U de VASIMR(R) als de voorloper van een fusie raket. Wat is de toegevoegde waarde van een ‘echte’ fusie raket?

VASIMIR(R) credits; NASA

A.3. Een fusie reactie in het plasma tot stand brengen is reeds decennia lang een ongrijpbaar doel gebleken voor zowel wetenschappers als ingenieurs. De verschillende teams die hier wereldwijd mee bezig zijn maken wel progressie maar de belofte van fusie als energiebron zal nog wel een paar jaar duren. Mocht het zover komen dat fusie tot stand gebracht wordt in het VASIMR(R) plasma, dan zou de toegevoegde waarde enorm zijn. Voor twee redenen, het vermogen zou met enkele orden van grootte omhoog schieten, en de noodzaak voor een splijtings- elektrische krachtbron om het plasma te verhitten zou achterwege gelaten kunnen worden, wat op zijn beurt het systeem veel compacter maakt. Hoe dan ook, vanuit natuurkundig oogpunt maar ook op het gebied van engineering zijn er nog zeker de nodige hordes te nemen om dat doel te bereiken. Bronnen; Dr. Franklin Chang Díaz, AVO

Hierbij lijkt het mij leuk te vermelden dat wijlen Wubbo Ockels een goede vriend van Chang-Diaz was. Hij is net als Ockels zeer bezig met duurzame energie technologie en projecten waaronder ‘Green Hydrogen’**. Rest mij nog Dr. Franklin Chang Díaz hartelijk te bedanken voor zijn tijd en moeite om de vragen te beantwoorden.

*AB’s 12/1/2018. VASIMR(R) ‘registered trademark’ is de correcte naam gegeven aan de motor. In deze AB’s nog opgenomen als ‘VASIMR’.

https://www.astroblogs.nl/2018/01/12/franklin-chang-diaz-vasimr-plasma-raketmotor-mikt-op-een-grote-variatie-aan-toepassingen-1/

**http://www.parabolicarc.com/2019/04/27/ad-astra-strengthens-green-hydrogen-footprint-costa-rica/

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.