Razzi al plasma usa la potenza del plasma per generare spinta e spingere un veicolo spaziale attraverso lo spazio. Il plasma è uno stato della materia costituito da particelle cariche positivamente e negativamente non legate tra loro. Quando una corrente elettrica viene fatta passare attraverso il plasma, queste particelle cariche vengono accelerate, creando una forza che può essere utilizzata per spingere un veicolo spaziale.

I razzi al plasma utilizzano elettrodi per generare plasma, quindi utilizzano campi magnetici per controllare il flusso del plasma e dirigerlo in una direzione specifica. Le linee del campo magnetico agiscono come un canale o un ugello che confina e dirige il plasma, consentendo un'efficiente conversione dell'energia elettrica in energia cinetica.

Le prestazioni dei razzi al plasma sono determinate da diversi fattori, tra cui la potenza della corrente elettrica, l'intensità del campo magnetico e il propellente utilizzato. I gas propellenti comunemente usati nei razzi al plasma sono idrogeno, elio, argon e xeno. La scelta del propellente influisce sull'impulso specifico e sull'efficienza del razzo.

I razzi al plasma offrono numerosi vantaggi rispetto ai tradizionali razzi chimici. Hanno il potenziale per un impulso specifico più elevato, il che significa che possono produrre più spinta per unità di propellente, con conseguente maggiore efficienza del carburante. I razzi al plasma sono anche capaci di impulsi specifici variabili modificando la potenza assorbita o l'intensità del campo magnetico, consentendo un controllo preciso sulla traiettoria del veicolo spaziale.

Inoltre, i razzi al plasma producono livelli molto bassi di inquinamento dei gas di scarico rispetto ai razzi chimici, rendendoli rispettosi dell’ambiente. Poiché non richiedono processi di combustione ad alta temperatura, generano vibrazioni minime, il che può essere vantaggioso per i carichi utili sensibili o gli strumenti scientifici a bordo del veicolo spaziale.

Nonostante i loro vantaggi, i razzi al plasma presentano anche alcune sfide che devono essere affrontate per le applicazioni pratiche. Una limitazione è l’elevato fabbisogno energetico, il che significa che necessitano di una quantità significativa di energia elettrica per funzionare in modo efficace. Un’altra sfida risiede nella complessità ingegneristica e nella durata degli elettrodi, delle bobine del campo magnetico e di altri componenti esposti al duro ambiente del plasma.

Nonostante queste sfide, sono in corso importanti sforzi di ricerca e sviluppo per migliorare l’efficienza, l’affidabilità e la durata dei razzi al plasma. Sono promettenti per consentire future missioni spaziali che richiedono alta efficienza e controllo preciso, come viaggi spaziali di lunga durata, manutenzione satellitare, depositi di propellente o missioni per esplorare e restituire campioni da pianeti o lune distanti.