Plasmamotoren: de drijvende kracht in de race naar de Rode Planeet

Begin mei 2026 zorgde de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA voor een sensatie door met succes een elektromagnetisch aandrijfsysteem te testen met een vermogen tot 120 kW. Deze gebeurtenis wordt beschouwd als het begin van een tijdperk waarin mensen daadwerkelijk voet op Mars kunnen zetten.

120 kW boost

Decennialang was brandstof het grootste obstakel voor ruimtevaart. Traditionele chemische raketmotoren verbruiken enorme hoeveelheden brandstof, maar zijn inefficiënt, waardoor ruimtevaartuigen zwaar en traag zijn. Een elektromagnetisch aandrijfsysteem, ook wel plasma-aandrijfsysteem (magneto-plasmadynamisch - MPD) genoemd, dat onlangs met succes is getest in NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL), heeft de situatie echter volledig veranderd.

Het Jet Propulsion Laboratory van NASA, waar de nieuwe lithium-ionmotor wordt getest. Foto: NASA/JPL-Caltech

Het concept van MPD circuleert al sinds de jaren zestig in academische kringen, maar is nooit in de praktijk gebracht. In tegenstelling tot bestaande systemen maakt dit ontwerp gebruik van sterke elektrische stromen en magnetische velden om plasma, gegenereerd uit lithium, te versnellen, waardoor een grotere stuwkracht bij hogere vermogensniveaus wordt bereikt.

Volgens Science Daily kan de 120 kW MPD-motor, die verdampt lithium als drijfgas gebruikt in plaats van traditioneel xenongas, tot wel tien keer efficiënter zijn dan conventionele chemische aandrijfsystemen. Dit vermogen overtreft zelfs de krachtigste elektrische aandrijfsystemen die NASA ooit op ruimtevaartuigen heeft ingezet, waaronder het systeem dat het ruimtevaartuig Psyche helpt snelheden van meer dan 200.000 kilometer per uur te bereiken met zijn kleine maar stabiele stuwkracht. Het grootste voordeel van deze technologie is de brandstofefficiëntie, waardoor de benodigde brandstof mogelijk met wel 90% kan worden verminderd. Hierdoor komt er ruimte vrij voor wetenschappelijke apparatuur, voorraden en levensondersteunende systemen voor de bemanning.

Het belangrijkste aspect is de tijdsfactor. Als de MPD-motor wordt aangedreven door een voldoende krachtige bron, zoals microkernreactoren, zou de reis naar Mars kunnen worden verkort van 7-9 maanden tot slechts enkele maanden, of zelfs weken. Dit is van vitaal belang, omdat een kortere vluchttijd het risico voor de astronaut op blootstelling aan kosmische straling en de effecten van gewichtloosheid op zijn of haar lichaam verlaagt.

Een nieuwe energiekaart in de ruimte.

Het succes van NASA wordt door wetenschappers beschouwd als een keerpunt dat de weg vrijmaakt voor bemande vluchten naar Mars tegen het einde van dit decennium. De volgende uitdaging voor NASA-onderzoekers is om het motorvermogen nog verder te verhogen, naar 500 kW tot 1 megawatt per voortstuwingseenheid in de komende jaren. Volgens experts zou plasmatechnologie, indien verder ontwikkeld, ook robotmissies in het hele zonnestelsel van stroom kunnen voorzien.

De ruimte is echter niet langer het exclusieve domein van NASA. Afgelopen februari onthulden wetenschappers van de Russische kernenergiecorporatie een plasma-elektrische raketmotor die ruimtevaartuigen in 1-2 maanden naar Mars kan brengen. Volgens Interesting Engineering maakt dit geavanceerde aandrijfsysteem, in tegenstelling tot traditionele raketmotoren die brandstof verbranden, gebruik van een magnetische plasmaversneller. Dit belooft een aanzienlijke verkorting van de reistijd tussen planeten en de verwachting is dat het systeem in 2030 operationeel zal zijn.

Terwijl de VS en Rusland plasma-motoren testen, richt China zich ook op de Long March 10-raket en het ILRS-maanstation (in samenwerking met Rusland) als springplank voor een missie naar Mars in 2030. Ondertussen werd Japan in januari 2024 het vijfde land dat een ruimtevaartuig op de maan landde en is het van plan een Marsverkenningsmissie met een sonde uit te voeren. India was het jaar ervoor het vierde land dat dit presteerde.

In het snel veranderende geopolitieke landschap van de ruimtevaart ontpopt Zuid-Korea zich als een uniek fenomeen. Waarnemers beschouwen het nu als een echt tegenwicht in Azië, in staat om op gelijke voet te concurreren in projecten voor de verkenning van verre planeten. Het Land van de Ochtendrust neemt geen genoegen meer met het simpelweg kopen van satellieten of het vertrouwen op anderen voor lanceringen; het heeft in mei 2024 officieel het Korea Aerospace Exploration Agency (KASA, vaak aangeduid als de NASA van Zuid-Korea) opgericht, met als doel Zuid-Korea tegen 2026 te transformeren tot een wereldwijde ruimtevaartmacht.

De ambities van Zuid-Korea omvatten het verkennen van de maan en Mars, het ontwikkelen van rakettechnologie en het lanceren van nieuwe verkennings- en observatiesatellieten. Op 3 mei werd de Zuid-Koreaanse CAS500-2-satelliet met succes in een baan om de aarde gebracht vanaf een ruimtebasis in Californië. Dit markeert een belangrijke stap voorwaarts in de satelliettechnologie en de ruimtevaartambities van het land. Volgens het Indo Pacific Defense Forum is Seoul van plan om vóór 2027 nog minstens drie ruimtevaartuigen te lanceren en verwacht het land daarnaast nog meer militaire satellieten in het ruimtevaartcircuit te brengen.

Samengesteld door KHANH HUNG

Bron: https://www.sggp.org.vn/dong-co-plasma-luc-day-cua-cuoc-dua-den-hanh-tinh-do-post851991.html