¿Cómo se compara el módulo de propulsión TILE de Accion System con un efecto Hall de tamaño equivalente o un propulsor de iones?

Accion Systems afirma que su módulo de propulsión TILE se puede ampliar para que coincida con el rendimiento de un efecto Hall o un propulsor de iones menos los tanques torpes y los sistemas de gestión de propulsión. Esto tendría un tremendo impacto en el paquete de masa general del sistema de propulsión.

Según las estimaciones de la compañía en Dime-Size Thrusters de Space.com podrían impulsar satélites, naves espaciales :

En otros 10 a 15 años, Accion Systems espera tener la tecnología refinada para hacer el largo viaje a Marte. Según las estimaciones de la compañía, si una nave espacial tripulada tuviera que utilizar motores convencionales, el viaje requeriría tanto combustible que la nave tendría que soportar 4.000 propulsores Hall. Solo los tanques de combustible equivaldrían al tamaño de la Estación Espacial Internacional. Pero si el viaje se hiciera usando la propulsión TILE de Accion, el motor y el sistema de combustible ocuparían el espacio de una caja de zapatos, dijo Bailey.

El artículo cita extensamente a Natalya Bailey, CEO de Accion Systems.

Si bien soy consciente de que este sistema puede ser el RCS más efectivo para satélites pequeños y diminutos, ¿puede realmente hacerse cargo de los sistemas EP tradicionales e impulsar grandes naves espaciales interplanetarias?

Respuestas (1)

Eso depende de variables como su elección de propulsor, cómo está generando la electricidad que necesita su propulsor, el tipo de propulsor que está utilizando y qué tan eficiente es. Si tiene un modelo específico en mente, Accion proporciona algunos números aquí , desde el peso y el empuje máximo hasta el impulso y la potencia requerida. Una comparación que puede mirar es el propulsor X3 ; se supone que es más eficiente que los propulsores de efecto Hall más antiguos. Actualizaré con una comparación más específica más adelante, o alguien más puede modificar esto según corresponda.

Actualizar a continuación

Bueno. Por lo tanto, no hay comparaciones fáciles, ya que los propulsores generalmente no se producen en masa, pero intentémoslo. La ecuación del cohete de Tsiolkovsky [Δv = Isp * g0 * ln (m0/mf)] nos dice cuánto cambio en la velocidad obtenemos para una velocidad de escape determinada (o en este caso, el impulso específico multiplicado por la gravedad estándar) y la cantidad de propulsor. Aplicado al propulsor más grande de Accion, el TILE 200k, la masa seca es de 16 kg, el Isp es de 1500, y aquí es donde hacemos nuestra primera suposición, que la masa húmeda de la nave espacial (masa seca más propulsor) es solo el peso del propulsor. , propulsor, un panel capaz de suministrar 280 W (aproximadamente 0,6 kg) y, en el caso del TILE 200k, la unidad de procesamiento de energía, sin tener en cuenta ningún hardware útil (un poco tonto, pero esta es una comparación bastante útil). Digamos que la masa húmeda es de 20,6 kg.

Δv = [1500s * 9,81 m/s^2 * ln (20,6 kg / 16,6 kg)], lo que nos da un cambio total en la velocidad de 3176,8 m/s.

Ahora, tomemos el propulsor X3. Los números que obtengo de la página de la Universidad de Michigan van desde 1800 hasta 2650 para su impulso específico, con una masa seca determinada de 230 kg. Actualmente se ha probado con 100kW, por lo que tendremos que incluir paneles solares (o un reactor, pero por ahora usaremos paneles solares). Los números más modernos que tengo actualmente dicen 447 W/kg, lo que significa que necesitamos aproximadamente 224 kg de paneles solares, lo que da una masa seca total de 454 kg. Incluiremos 46 kg de propulsor para redondearlo a 500 kg en total. Introduciendo en la ecuación del cohete, obtenemos:

Δv = [2650s * 9,81 m/s^2 * ln (500 kg / 454 kg)], lo que nos da un cambio total en la velocidad de 2508,95 m/s.

Casi 700 m/s de diferencia, mientras que el sistema que usa el X3 tiene 25 veces la masa húmeda y alrededor de 11 veces el propulsor requerido. Toda la diferencia. Esta comparación tiene sus limitaciones, dado que no incluí ninguna carga útil, y el diseño de la nave espacial tiene todo tipo de compensaciones impuestas (vida útil esperada, dinero disponible, a qué tecnología tiene acceso, entorno en el que se supone que debe operar, etc.) on), pero a primera vista, Acción tiene un pequeño sistema impresionante. Si lo desea, puedo agregar más detalles en otro momento.