Таким образом, МКС использует небольшие двигатели на «Союзе» (обычно) для периодического повторного запуска, чтобы поднять свою орбиту. На это уходит, насколько я могу судить, около 3500 кг топлива в год. Не будет ли гораздо эффективнее использовать вместо этого ионные двигатели для противодействия сопротивлению? Это потребует гораздо меньше топлива, и я не понимаю, по какой причине этого не сделать. Насколько я читал, тяга может быть выше, чем сила атмосферного сопротивления станции. Он мог бы просто периодически включаться и выключаться, и, конечно, другие более мощные двигатели могли бы использоваться для маневров уклонения и тому подобного. Есть ли какая-то очевидная проблема, которую я упускаю?
Отличный ответ @Hobbes и вопрос там также показывают, что и НАСА, и Ad Astra с 2008 года считали, что высокомощный ионный двигатель как технически, так и практически заслуживает рассмотрения и тестирования , по крайней мере, для некоторых из рутинных маневров по подъему орбиты, необходимых для регулярных компенсация постоянного сопротивления на высоте около 400 км.
См. Тестирование VASIMR на ISS .
Однако план был окончательно отменен в 2015 году .
Обычная ситуация с движителями в 2014 г. очерчена несколькими ответами на вопрос Какие движители использует МКС для удержания станции? но ситуация, возможно, изменилась с тех пор.
Мне не ясно, сможет ли ионный двигатель потенциально справиться с обычным подъемом орбиты. Однако, если им потребуется БОЛЬШАЯ тяга, чем для изменения орбиты, чтобы двигаться к космическому мусору, или, возможно, в некоторых ситуациях, требующих быстрой фазировки, связанной с встречей космических кораблей с Земли или отправкой их туда, им, вероятно, все равно придется полагаться на химические двигатели, чтобы сделать это достаточно быстро.
Таким образом, хотя использование ионных двигателей может уменьшить вес обычного топлива, регулярно доставляемого с Земли, оно не заменит полностью обычные двигатели на МКС.
Чтобы добавить к другим ответам: низкая тяга означает длительное время «горения», ионные двигатели используются для непрерывной тяги в течение нескольких дней. И это может быть проблемой для МКС, которая используется в качестве лаборатории для экспериментов с невесомостью (ну, микро-перегрузкой), потому что даже ускорение, вызванное ионным двигателем, может испортить их.
Ионное движение использует ускоренные ионы для создания тяги, также известной как Закон Кулона электростатического притяжения/отталкивания. Нейтральное вещество ионизируется с образованием ионов.
В связи с этим необходим только нейтральный газ (обычно ксенон) и источник питания для заряженных электродов (и нейтрализатор). В зависимости от размера потребляемая мощность современных ионных двигателей составляет 2-3 кВт. Deep Space 1 использовал двигатель NSTAR мощностью 2,3 кВт.
Однако сила тяги очень мала по сравнению с любым жидкотопливным или твердотопливным ракетным двигателем и составляет от 30 до 300 миллиньютонов для ионных двигателей и до 92 мН для NSTAR. Из-за небольшой массы требуемого топлива, двигатели независимо друг от друга имеют разумное соотношение тяги к весу, поэтому для небольших зондов это идеальное решение, что приводит к невероятному значению Delta V благодаря высокой эффективности ионных двигателей и удельной импульсной мощности.
Что касается вашего первоначального вопроса, то ионные двигатели в настоящее время просто не подходят для эффективного двигателя МКС. В первую очередь из-за огромной массы МКС потребуется много-много ионных двигателей, которые будут чрезвычайно дорогими, и даже в этом случае отношение тяги к весу будет чрезвычайно низким. Кроме того, потребляемая мощность также будет слишком высока для необходимого количества двигателей и их увеличенного времени работы из-за низкого отношения тяги к массе.
Вкратце: ионные двигатели идеально подходят для спутников или зондов с малой массой, но до тех пор, пока не будет достигнут технологический прогресс, они будут слишком малы и потребляют много энергии для приложений с большой массой.
Позже я приведу некоторые цифры для отношения тяги к потребляемой мощности.
РЕДАКТИРОВАТЬ:
Я полагаю, что по крайней мере одно воплощение LOPG НАСА или более ранних планов Deep Space Gateway использует электрическую тягу для корректировки орбит, однако я полагаю, что это вполне может быть плазма, а не ион.
Органический мрамор
ооо
зефир0110