Improving the Efficiency of the VASIMR Engine for Space Vehicles

Abstract

An electromagnetic propulsion rocket has been designed for the journal space called VASIMR . What matters to us in developing the VASIMR is to increase its speed and thus control its efficiency. This present work contains a new improvement has never calculated before based on recent research on VASIMR efficiency. We have developed a new formula that discriminates the radiation loss in the nozzle stage of VASIMR (VF -24), and we have treated numerically the evolution of power l oss by braking radiation. According to the wide range of VISMIR parameters (electron temperatures, densities, spectroscopic charge numbers, and exhaust size), we have determined the perfect parameter ranges for the minimal values of power loss from braking radiation (the maximal values of efficiency). We have established that the high temperature and density of plasma with a low atomic number lead to good improvement on the VASIMR Rocket. We should also avoid using heavy elements in plasma production.

Une fusée à propulsion électromagnétique a été conçue pour l'espace journal appelé VASIMR. Ce qui nous importe dans le développement du VASIMR, c'est d'augmenter sa rapidité et ainsi maîtriser son efficacité. Ce travail actuel contient une n ouvelle amélioration jamais calculée auparavant sur la base de recherches récentes sur l’efficacité du VASIMR. Nous avons développé une nouvelle formule qui discrimine la perte de rayonnement dans l'étage de buse du VASIMR (VF -24), et nous avons traité numériquement l'évolution de la perte de puissance par rayonnement de freinage. En fonction de la large gamme de paramètres VISMIR (températures électroniques, densités, nombres de charges spectroscopiques et taille des gaz d'échappement), nous avons détermin é les plages de paramètres parfaites pour les valeurs minimales de perte de puissance due au rayonnement de freinage (les valeurs maximales d'efficacité). Nous avons établi que la température élevée et la densité du plasma avec un faible numéro atomique co nduisent à une bonne amélioration du VASIMR Rocket. Nous devrions également éviter d’utiliser des éléments lourds dans la production de plasma.