Есть ли какая-то возможная причина направлять электронную пушку именно на ионный след за ионным двигателем?

Этот ответ на Нейтрализация ионов в ионном двигателе цитирует введение к ионному двигателю Википедии :

Временно сохраненные электроны, наконец, повторно инжектируются нейтрализатором в облако ионов после его прохождения через электростатическую сетку, поэтому газ снова становится нейтральным и может свободно рассеиваться в пространстве без какого-либо дальнейшего электрического взаимодействия с двигателем.

Вопрос: Действительно ли важна нейтрализация ионного следа путем введения равного и противоположного количества заряда из электронной пушки? Нужно ли его направлять конкретно на ионный след за ионным двигателем, или можно было бы указывать в любом направлении? Легкие электроны будут иметь настолько большую скорость, чем космический корабль, что маловероятно, что они снова столкнутся с ними, куда бы они ни были направлены.

Несвязанный необоснованно обрезанный снимок экрана из видео YouTube Star Trek - The Galileo Seven - сравнение визуальных эффектов . Да, я знаю, что это не ионный двигатель, но мне нравится представлять, как будет выглядеть свет от рекомбинации в ионной плазме.

скриншот из Star Trek - The Galileo Seven - сравнение визуальных эффектов

Как автору первоначального ответа, мне нравится этот вопрос. Я думаю, что некоторые части очевидны: 1.) выстреливание электронами в неправильном направлении вызовет тягу в неправильном направлении. 2.) вам нужно куда-то поместить электроны, потому что иначе ваш S / C будет заряжен .... но я думаю, что самая важная (для меня) часть: даже если ионы не будут нейтрализованы, будет проблема с «возвращающимися» ионами.
@CallMeTom да, так как импульс на частицу п "=" 2 м Е а электроны в 2000 раз меньше по массе и, вероятно, испускаются при одной десятой ускоряющего напряжения, это похоже на эффект 1%, но это, безусловно, все еще очень важно и его стоит использовать правильно. Пожалуйста, не стесняйтесь опубликовать ответ!
Я думаю, что одним из важных факторов может быть то, что положительные ионы притягивают электроны, значительно помогая электронной пушке избавиться от них.
на самом деле я сделал это для протонов, для ионов отношение масс еще в 100 раз больше, поэтому тяга электронов составляет менее 0,1% тяги ионов.

Ответы (1)

В космосе уже много ионов, добавить несколько из двигателя не так уж и сложно. Они движутся так быстро, что на самом деле не будет большой разницы, нейтральны они или нет, они удаляются от космического корабля, и в точке, где обычно вводятся электроны, они находятся достаточно далеко, так что это не имеет большого значения.

При всем при этом электроны должны быть выброшены, чтобы космический корабль не получил заряда, и вы можете с таким же успехом выбрасывать их в общем направлении движения, это даст вам небольшую положительную скорость. Как показано на этом рисунке , идеальное выравнивание с вектором тяги не так важно. Поместить его в пучок кажется разумным, уменьшая количество ионов в космосе, но это не кажется критичным.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/36/Ion_engine.svg/1920px-Ion_engine.svg.png

Да, хотя в аннотации говорится «... введен в луч для нейтрализации», я все еще не могу понять, почему это может быть важно. Есть идеи, кто или какое учреждение подготовило это изображение? Возможно, источник уточняет эту аннотацию.
Я предполагаю, что для нейтрализации космического корабля, но... Посмотрим, что еще я смогу накопать.
Этот ответ, кажется, почти полностью основан на ваших догадках, а изображение представляет собой просто упрощенный обзор, который бесполезен для оценок того, насколько важна некоторая геометрическая конфигурация. Возможно, вы правы в том, что в принципе не имеет значения, куда направлен электронный пистолет, но я считаю столь же вероятным, что большая токовая петля, которую вы создадите, поместив его в другое место, вызовет значительные и трудно контролируемые магнитные взаимодействия. .
Наличие большого облака положительных ионов позади космического корабля действительно изменяет поле, видимое следующим ионом. Это, буквально, куча пространственного заряда, который вам действительно не нужен.
@JonCuster Это действительно хороший момент! Ограничение пространственного заряда может быть именно тем ответом! Приблизительными цифрами могут быть ускоряющее напряжение 20 кВ и ионный ток от 10 до 100 мА. Исходя из этого, можно вычислить плотность заряда и электрическое поле, но это может быть непростым вычислением, если только не предположить, что расходимость луча отсутствует и что это полубесконечный цилиндр, скажем, от 10 до 30 см в диаметре.
Я отмечаю, что он помечен как « нейтрализатор плазменного моста с полым катодом », что предполагает, что он может быть оптимизирован для разряда в ионный поток. генерация электронов не является «бесплатной», поэтому может быть более энергоэффективно делать это таким образом. Я не физик, но это может стать для вас направлением исследований @uhoh.
Есть ли какая-то возможная причина направлять электронную пушку именно на ионный след за ионным двигателем?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v