A 2030-as évekre tervezett Mars-expedíció egyik központi problémája, hogy a fél évre becsült utazás alatt az űrhajósokat veszélyesen nagy mértékű kozmikus sugárzás érné. Ettől minket a Föld mágneses mezeje megóv, de egy űrhajóban hasonló védelmet kialakítani közel lehetetlennek tűnik úgy, hogy az ne növelje meg különösebben a jármű tömegét és energiaigényét. Egyszerűbb megoldás, ha kitalálunk egy olyan hajtóművet, ami nagyságrendekkel gyorsabb a mostaniaknál, így az út lerövidül, és az űrhajósokat nem éri annyi sugárzás.

Az Ad Astra nevű magáncég és a NASA közös fejlesztésű ionhajtóműve ezen az úton halad: a mérnökök számításai szerint 39 nap alatt lesz képes elvinni egy űrhajót a Marsig, ha elkészül. A hagyományos, kémiai alapon működő hajtóművekkel ellentétben az ionhajtómű argon- vagy xenongáz ionjait (vagyis töltéssel rendelkező atomjait) gyorsítja fel. A töltött részecskék óriási sebességgel távoznak a hajtóműből, és ennek a lökésnek az ellenereje gyorsítja az űrhajót. Hiába óriási az ionok sebessége, a tömegük nagyon kicsi, így az általuk termelt hajtóerő is csekély – a tavaly élesben is kipróbált ionmotor, ami a GOCE műholdat hajtotta, alig néhány grammnak megfelelő erőt tudott kifejteni. Viszont az űrben nincs súrlódás és légellenállás, így a gyenge, de állandó erő hosszú távon óriási sebességre gyorsítja fel a járművet.

A VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) kódnevű hajtómű ennek a sokszorosára képes, egy font, vagyis csaknem fél kilónak megfelelő erőt tud kifejteni. A nagy áttörést a technológiában a rádiófrekvenciás generátor jelentette, amivel egymillió fok körüli hőmérsékletre forrósítják fel az üzemanyagot, az argonatomokból álló plazmát. Szintén újítás, hogy az extrém nagy energiájú atomok gyorsítását mágneses mezővel végzik, az eddigi ionmotorokkal ellentétben, ahol ezt elektromos térrel tették, különböző feszültség alatt álló fémrácsokon átáramoltatva a plazmát.

A VASIMR most a földi teszteken 50 kilowatt teljesítményen működik, amit 200-ig szeretnének feltornászni. Ez a szimulációk szerint elég lenne ahhoz, hogy egy kéttonnás járművvel 19 hónap alatt letudja a Nap és a Jupiter közötti távolságot. Persze először hagyományos kémiai elven működő rakétával kell pályára állítani, az ionmotor ugyanis képtelen a Föld gravitációs mezejét legyőzni.

A 39 napos Mars-utazáshoz a most tesztelt energiaszintnél nagyjából ezerszer több energia kellene. Ezt a tervek szerint egy miniatűr atomreaktorral oldanák meg. Ilyen reaktorokkal a szovjet tudósok már a hatvanas években kísérleteztek, de az utóbbi évtizedekben nem igazán foglalkozott senki a technológiával. A VASIMR első éles, űrbéli tesztjeit 2012-2013-ra tervezik a nemzetközi űrállomáson.