Quali sono alcuni mezzi proposti per il viaggio interplanetario?

Esistono tre mezzi proposti per viaggiare interplanetario che attirano maggiormente l'attenzione: i razzi liquidi bipropellanti, i motori elettrici, in particolare il motore a ioni o il propulsore ionico, e il più sperimentale (ma estremamente promettente) VASIMR, un razzo a magnetoplasma a impulso specifico variabile, che utilizza onde radio e campi magnetici per accelerare un propellente. Questi sistemi di propulsione interplanetaria hanno una velocità di scarico (cioè velocità massima) di 3 - 5 km / s, 30-50 km / s e 10 km / s - 300 km / s, rispettivamente. L'impulso specifico (miglia per gallone, in sostanza) varia su una scala simile. Per uscire inizialmente dalla superficie planetaria, vengono spesso utilizzati solidi razzi lanciarazzi.

I razzi bipropellanti sono stati ampiamente utilizzati durante tutto il programma spaziale e hanno portato gli uomini sulla Luna oltre ad essere utilizzati come mezzo principale di viaggio interplanetario per i satelliti. I motori a ioni sono nuovi e sono stati testati per la prima volta nello spazio solo nel 1998, a bordo di Deep Space I. I motori VASIMR sono ancora più recenti e sono stati testati solo a terra. I primi test in orbita dovrebbero aver luogo nel 2010.

I razzi bipropellanti sono preferibili ai solidi razzi lanciatori per manovre interplanetarie per molteplici ragioni, la più ovvia delle quali è che i razzi bipropellanti possono essere accesi e spenti mentre i razzi solidi sono un affare one-shot. Offrono anche un impulso specifico migliorato e una velocità massima. Il rovescio della medaglia è che sono più costosi dei solidi razzi a causa dei macchinari di pompaggio. I razzi solidi funzionano basandosi su un principio "fuoco e dimentica", proprio come i razzi bottiglia: li accendi, sparano e basta. I razzi bipropellanti hanno molte più parti mobili. Tuttavia, per la propulsione interplanetaria, sono generalmente considerati standard. Questi razzi combinano insieme un combustibile e un ossidante ad alta pressione usando turbopompe per produrre spinta.

I motori a ioni funzionano in modo simile agli acceleratori di particelle: ionizzano alcune sostanze, solitamente argon, mercurio o xeno, e lo accelerano fuori da un ugello utilizzando un potente campo elettrico. Questo sfrutta il rapporto carica-massa di ioni per produrre spinta. I motori a ioni sono destinati esclusivamente ai viaggi interplanetari perché producono una spinta troppo piccola per salire dal campo gravitazionale terrestre. A differenza dei motori a ioni rappresentati in Star Wars, i motori a ioni reali impiegano molte settimane o mesi per accelerare fino a una velocità ragionevole, ma hanno un impulso specifico molto elevato e una velocità massima rispetto ai razzi convenzionali, rendendoli attraenti.

VASIMR è il sistema di propulsione interplanetaria proposto più avanzato, ma completamente fattibile. Come affermato in precedenza, il sistema utilizza onde radio e campi magnetici per accelerare un propellente, generalmente idrogeno. Un "induttanza" indotta magneticamente consente un flusso di ugelli variabile, da cui il componente dell'impulso specifico variabile dell'acronimo VASIMR. Questi sistemi mostrano i più promettenti, in grado di accelerare continuamente e potrebbero abbreviare il viaggio su Marte da anni a 8 mesi circa. Il VASIMR è stato originariamente sviluppato durante la ricerca sulla fusione nucleare.