Ионный двигатель X-3 — самый мощный ионный двигатель из когда-либо созданных, он развивает поразительное усилие 5,4 Н при мощности 103 кВт. Его топливо - инертный газ ксенон, ионизированный и нагретый до плазмы. А что бы произошло, если бы кто-то использовал газообразный водород вместо ксенона, чтобы «превзойти» его? Пригодится ли это когда-нибудь для межпланетных путешествий?
Хотя @Hobbes указывает, что вы получаете меньший импульс на атом или на единицу заряда для более легких ионов, если предположить, что заряд равен +1, а ускоряющее напряжение постоянно, это еще не все.
Импульс частицы, ускоренной до кинетической энергии является:
Так атомы водорода дают раз меньше импульса или "пинка" на атом, или на единицу заряда от вашего высоковольтного источника.
Однако этот атом водорода весит в 131 раз меньше, чем атом ксенона . Таким образом, на килограмм топлива вы получаете раз больше импульса или «удара» на килограмм, поэтому, если бы все остальное было равным, водород был бы топливом с гораздо более высоким Isp, чем ксенон!
Водород — второй по сложности ионизации атом после гелия, но разница невелика. Начиная с газообразного водорода, вам нужно около 4,5 эВ только для того, чтобы разбить молекулу водорода на два нейтральных атома, плюс 13,6 эВ для ионизации каждого из них. Ксенон легче ионизируется при энергии всего 12,1 эВ.
Причина, по которой важно учитывать ионизацию для космического корабля, заключается в том, что масса ионного двигателя связана с источником питания и удерживающими плазму магнитами, необходимыми для создания в плазме большого тока электронов средней энергии, которые ионизируют атомы во время энергичного движения. столкновения.
Таким образом, переход от ксенона к водороду дает вам коэффициент Isp более чем в десять раз, и следующим шагом будет снижение массы вашего космического корабля за счет использования материала с низким потенциалом ионизации. Это отдельный вопрос.
Использование водорода вместо ксенона сделало бы двигатель менее мощным. Двигатель работает за счет ускорения ионов. Когда вы заменяете тяжелые ионы ксенона очень легкими ионами водорода, тяга сильно снижается.
Наказание
Волшебная урна с осьминогом
Органический мрамор
Волшебная урна с осьминогом
Муза
ЭндрюМаксвеллРокетс
ооо
reopen
. Вы также можете проголосовать за открытие. Было бы лучше, если бы вы добавили какое-то объяснение того, почему вы спрашиваете. Например, вам нужно знать уровень вакуума, размер камеры и тип насосов, чтобы понять влияние на камеру, но, может быть, вы хотите знать только о влиянии на двигатель? Кстати,@
следует использовать только тогда, когда вы пытаетесь отправить флаг конкретному пользователю. Есть пользователь с именем все, но он еще не прокомментировал.Органический мрамор