Num papel IAC13 foi descrito o funcionamento dinâmico de um propulsor EmDrive supercondutor de segunda geração. Foi desenvolvido um modelo matemático e, neste artigo, esse modelo é utilizado para alargar o envelope de desempenho da tecnologia. São avaliados três modelos de motores. Um é utilizado como motor de elevação para um veículo lançador, outro como motor orbital para o lançador e um terceiro como motor principal para uma sonda interestelar.
Os motores são baseados em cavidades supercondutoras YBCO, e o desempenho é previsto com base nos dados de teste obtidos em programas experimentais anteriores. Os valores Q variam de 8×107 a 2×108 e fornecem valores elevados de força específica numa gama de acelerações de 0,4 m/s/s a 6 m/s/s.
O veículo de lançamento é um avião espacial “todo eléctrico” de um único estágio para órbita (SSTO), utilizando um motor de elevação de 900 MHz, oito cavidades, totalmente cardan. Um motor orbital fixo de 1,5 GHz fornece a componente de velocidade horizontal. Ambos os motores utilizam arrefecimento a hidrogénio líquido com perda total. A energia eléctrica é fornecida por células de combustível, alimentadas com hidrogénio gasoso do sistema de arrefecimento e oxigénio líquido. Uma carga útil de 2 toneladas, montada externamente, pode ser transportada para a órbita terrestre baixa num tempo de 27 min. A massa total de lançamento é de 10 toneladas, com uma estrutura de aeronave estilizada no X37B, o que permite aerobraking e uma aproximação e aterragem por planeio.
O potencial total da propulsão EmDrive para missões no espaço profundo é ilustrado pelo desempenho da sonda interestelar. Um motor de 500 MHz fixo e multi-cavidade é arrefecido por um sistema de ciclo fechado de nitrogénio líquido. A refrigeração é efectuada num ciclo Brayton invertido de duas fases. A energia eléctrica é fornecida por um gerador nuclear de 200 kWe. A nave espacial de 9 toneladas, que inclui uma carga útil científica de 1 tonelada, alcançará uma velocidade terminal de 0,67c, (onde c é a velocidade da luz), e cobrirá uma distância de 4 anos-luz, durante o período de propulsão de 10 anos.
O trabalho relatado neste artigo resultou em estudos de concepção para duas naves espaciais Demonstrator. O lançador irá demonstrar o acesso ao espaço há muito procurado e de baixo custo, e também cumprir os requisitos da missão do avião espacial DARPA XS-1 proposto. A sonda permitirá realizar o sonho de uma missão interestelar dentro dos próximos 20 anos.