Этот ответ на Какова максимальная скорость, с которой ионный двигатель может привести в движение космический корабль? упоминает следующее:
Литиевые GIT (ионные двигатели с сеткой) продемонстрировали 50 000–80 000 секунд ISP (от 490 км / с до 780 км / с).
Второй набор чисел — это скорость истечения, и похоже, что они относятся к ускоряющему напряжению около 20 кВ.
Преимущество лития в том, что он легкий атом; для данного ускоряющего напряжения и однократно заряженного состояния удельный импульс изменяется как . В то время как йод можно сублимировать при низкой температуре, я полагаю, что литий должен быть значительно нагрет. В любом случае, для твердых источников не требуются тяжелые сосуды под давлением, как для газовых источников (например, Kr, Xe).
Но как на самом деле работают GIT (ионные двигатели с сеткой) с питанием литием? Является ли источник чистым металлическим литием или каким-то соединением? Как он подается в плазму или ионизируется по-другому? (например, полевая эмиссия или контакт с другим материалом, который хочет больше электронов?)
Это похоже на актуальную статью 2017 года: « Разработка ионного двигателя с решетчатой решеткой на литиевом топливе 50 000» .
На диаграмме показана лабораторная установка, так что это не то, что на самом деле будет летать. Я не нашел таких примеров. Подробности о том, чем реально развернутая система может отличаться, не приводятся. Это очень похоже на лабораторную установку, описанную в статье 2001 года « Управление массовым расходом лития для мощных ускорителей силы Лоренца», и поэтому, вероятно, представляет собой «современное состояние» для литий-ионных двигателей. В будущем планируется использовать беспоршневую систему и электромагнитную откачку: Электромагнитные насосы для систем подачи топлива с проводником.что должно избежать некоторых проблем, связанных с попытками справиться с жидким литием, который имеет удручающую тенденцию разъедать механические системы. Обратите внимание на термопары на всех клапанах, которые предназначены не только для плавления замороженного лития в холодной системе, но и для преднамеренного замораживания жидкого лития в закрытых клапанах, чтобы предотвратить просачивание вещества и разрушение всего.
Таким образом, литий хранится в твердом состоянии, расплавляется и подается в цилиндр с регулируемой подачей, который затем подает его в испаритель, который затем подается в то, что на мой неподготовленный взгляд выглядит как более или менее стандартный электростатический двигатель с сеткой, использующий кольцевая разрядная камера, хотя качество диаграммы довольно низкое, поэтому я не буду повторяться здесь.
Этот дизайн (очевидно , придуманный в 80-х годах , так что он удивительно старый!) использовался в двигателе NSTAR (который приводил в движение Deep Space 1 и Dawn) и в дизайне NEXT . В них использовался ксеноновый пропеллент, но конструкция, по-видимому, работает достаточно хорошо для всего, что вы можете закачать в качестве газа, поскольку он также использовался с тестовыми моделями, работающими на аргоне и литии. Я нашел диссертацию 2005 года «Процессы разрядки плазмы в кольцевых ионных двигателях», в которой есть эта удобная диаграмма:
Газообразное топливо вдувается в разрядную камеру через полый катод (и пару других мест). Электроны, перемещающиеся между катодом и анодом, образованным стенкой камеры, ионизируют топливо. Очевидно, для этого достаточно разности потенциалов всего в 25 вольт. Большее падение напряжения (1000 В потребуется для работы в течение 50 000 секунд) между камерой и сеткой ускоряет положительные ионы, выходящие из рабочего конца двигателя.
Поскольку это кажется довольно стандартной конструкцией ионного двигателя, есть много других статей о нем, таких как эта: Ion Propulsion: An Enabling Technology For The Dawn Mission с аналогичными диаграммами и пояснительным текстом, если требуется дополнительная информация.
ооо
Морская звезда Прайм
ооо
Морская звезда Прайм
ооо