A NASA és a Howe Industries együtt fejlesztik a pulzusos plazma rakétát (PPR), amely elsődleges célja a Mars-missziók időtartamának a lefaragása: a jelenlegi technológiával ugyanis egy oda-vissza út a Marsra körülbelül két évig tart, de a PPR ezt az időt akár hét hónapra is lerövidítheti – írja a New Atlas.

A PPR igen impozáns specifikációkkal rendelkezik: a 100 000 Newton tolóerő és az 5000 fajlagos impulzus (Isp) sokkal hatékonyabbá teszi, mint a SpaceX Starship 327 tengerszinti és 380 űrbeli Isp-je. A magas Isp ugyanis azt jelenti, hogy a PPR kevesebb üzemanyaggal is képes nagy távolságokat megtenni, és akár 800 000 km/h sebességet is elérhet.

Hátránya viszont a Starshiphez képest, hogy a PPR-t nem a Földről történő kilövésre tervezték, és egy másik rakétával kell az űrbe juttatni. Miután viszont az űrbe került, gyorsan fel tud gyorsulni egyedülálló mechanizmusának köszönhetően, amely során az üzemanyagot ionizálják, amiből plazma keletkezik. Ezt a plazmát egy elektromágneses tér gyorsítja fel egy mágneses fúvókán keresztül, rövid, intenzív kitörésekkel alakítva ki a tolóerőt.

A koncepcióként felvázolt PPR-t nukleáris reaktor hajtaná, ami lehetővé tenné, hogy nehezebb rakományt szállítson, miközben fokozott védelmet nyújt a kozmikus sugárzás és az űrtörmelék ellen, ami kulcsfontosságú az emberi biztonság szempontjából a hosszú küldetések során. A PPR előnyei a hagyományos rakétákkal szemben a kivételes hatékonyság, a finoman szabályozható tolóerő a térbeli manőverezéshez, a csökkentett üzemanyag-szükséglet és a jobb hőkezelés – köszönhetően az impulzusos működésnek, amely kevesebb folyamatos hőt termel.

A PPR eredetileg a Pulzáló Hasadás-Fúzió (PuFF) koncepcióból származik, és úgy módosították, hogy annál költséghatékonyabb, kisebb és egyszerűbb felépítésű legyen. Jelenleg a NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) tanulmányának I. fázisában járnak, ahol a hangsúly az erősen árnyékolt hajók fejlesztésén van, amelyek nem csak teherszállításra alkalmasak, de emberi legénység is utazhat rajtuk a Marsra. Alább a PPR keresztmetszeti képe mutatja be az eszköz működési elvét – íme a felsorolt elemek listája, és hogy mi a szerepük:

• A Magnetic Nozzle (Mágneses Fúvóka) mágneses mezőket használ a plazma kipufogógáz irányítására és gyorsítására, hogy tolóerőt hozzon létre.
• A Fourier Series Approximation Control Drums (Fourier-sorozat Közelségi Szabályozó Dobok) olyan szabályozó dobok, melyek precíz mintákban állítják be a mágneses mezőket a plazma gyorsításának optimalizálása érdekében.
• Electromagnetic Launcher (Elektromágneses Indító) – ez a rész kezdeményezi a plazma impulzusokat azáltal, hogy gyorsan kisüti az elektromos energiát az ionizált gázba.
• Brayton Power Cycle (Brayton Energia Körfolyamat) – ez egy olyan termodinamikai ciklus, amely a reaktorból származó hőt mechanikai energiává alakítja a rakéta meghajtására.
• Actively Cooled HALEU Reactor Subcores (Aktívan Hűtött HALEU Reaktor Almagok) hűtött almagok a biztonságos és hatékony reaktorműködés fenntartása érdekében.
• Radiative Fins (Sugárzó Bordák) – ezek a bordák a reaktor és más alkatrészek által termelt felesleges hőt sugározzák ki az űrbe.
• Actively Cooled Translucent Photon Shield (Aktívan Hűtött Átlátszó Fotonpajzs) pedig az a védőpajzs, amely blokkolja a káros sugárzást, miközben aktív hűtést alkalmaz a hőterhelés kezelésére.

A II. fázis része a hajtómű tervezésének az optimalizálása, a koncepciót igazoló kísérletek elvégzése és a hajó tervezésének a befejezése is a védett emberi Mars-küldetésekhez.

(Kép: művészi ábrázolás a PPR-ről, forrás: Howe Industries)