Если бы у вас было достаточно ионных двигателей, смогли бы вы взлететь с поверхности Земли на низкую околоземную орбиту?
Если нет, то почему?
Ответ зависит от того, как вы определяете «достаточно ионных двигателей». Согласно некоторым дискуссиям по этому вопросу , ключом к запуску является то, можете ли вы создать большую тягу, чем масса вашего транспортного средства. В противном случае вы будете сидеть неподвижно на стартовой площадке.
Таким образом, Шаттл использует SRB, которые имеют потрясающую тягу ( 14,7 МН (3,3 млн фунтов) на уровне моря , по сравнению с F-1B, которая теоретически составляет 8,0 МН (1,8 млн фунтов) ), но дрянной ISP.
Ионные двигатели (разгоняют заряженную частицу очень быстро и живут за счет увеличения импульса) имеют потрясающий ISP, но дрянные уровни тяги.
Итак, можете ли вы получить «достаточное количество» ионных двигателей, чтобы создать тягу, достаточную для того, чтобы превысить массу вашего корабля? Сегодня? Не завтра? Кто может знать?
Это известно как отношение тяги к весу. Поскольку вы не можете превысить 1.0, вы просто будете сидеть на площадке.
Похоже, что потребуются радикальные изменения в технологии, чтобы увеличить тягу, чтобы это когда-либо работало, но случались и более странные вещи.
Я считаю, что самым мощным двигателем в этом классе является VASIMR VX-50, который за очень короткое время на испытательном стенде создавал колоссальную тягу 0,5∓0,1 Н (0,11∓0,02 фунт-силы) . Это меньше, чем вес самого двигателя, поэтому я подозреваю, что мы далеки от запуска чего-либо с ионным двигателем.
Я думаю, что эти диски также должны работать в вакууме.
Ионные двигатели современных конструкций замкнули бы заряженную сетку в атмосфере на уровне поверхности.
Ионные двигатели текущего поколения основаны на разнице зарядов, ионизирующих, а затем притягивающих реакционную массу. Поскольку разница электрического напряжения между заряженными сетками чрезвычайно высока и должна оставаться такой для работы, присутствие атмосферы может и, вероятно, приведет к возникновению воздушной дуги между ними и разрядке сеток.
Кроме того, в качестве примера, ионный двигатель NSTAR весит 8,2 кг и производит пиковую мощность 92 миллиньютона, что, без учета всего остального, будет составлять около 11 мм в секунду в секунду... примерно 1/1100 тяги, необходимой для подъема самого себя. . Только привод, блок питания и цифровой контроллер весят около 25,5 кг... примерно 3,6 мм в секунду в секунду... фактическая производительность зонда DS-1 массой 373 кг составляет около 0,25 мм в секунду в секунду. , скорость по шоссе (88 км/ч или 24 км/с) занимает 97777,8 секунды или около того... чуть более 27,1 часа (и почти 1200 км).
Было подсчитано, что в лучшем случае ионные двигатели достигнут пика примерно в 100 раз по сравнению с отношением тяги к массе, на котором они находятся в настоящее время. (Отчасти это связано с тем, что ионы можно разогнать только до скорости света...), что все равно оставило бы их значительно ниже производительности, показанной в определенных условиях научной фантастики. В конце концов, 1,1 Н на 25-килограммовом пакете по-прежнему составляет всего 4 см в секунду в секунду ... намного меньше 9,80665 ньютонов на кг, необходимых для достижения скорости 9,80665 метров в секунду в секунду, чтобы просто противостоять поверхностной гравитации ...
http://en.wikipedia.org/wiki/Deep_Space_1 http://www.nasa.gov/vision/space/travelinginspace/future_propulsion.html http://www.grc.nasa.gov/WWW/ion/past/ 90-е/nstar.htm
Как только у нас будет достаточно большая петля Vactrain .
Левитируя в магнитном поле, он мог разогнаться почти до произвольной скорости, прежде чем ему позволили покинуть вакуумные трубки, прорваться через атмосферу по диагонали и направиться к орбите. Фокус достаточно стартовой траектории без воздуха и смены вектора горизонтального ускорения на вертикальное.
Да; обычная тяга на магнитной подвеске была бы намного эффективнее в этих условиях, но это не делает невозможным использование ионного двигателя.
А пока... ну, это сказали другие.
икрасе