¿Cuál es el rendimiento de los propulsores de iones en las naves espaciales desplegadas?

Tanto Dawn como Deep Space 1 usan el motor de iones NSTAR: obtuve mis estadísticas de una combinación de fuentes, por lo que puede haber pequeñas diferencias entre los motores utilizados en las dos naves espaciales, pero parecen ser bastante similares.

• Dawn tiene 3 propulsores NSTAR redundantes (no destinados a usarse juntos); DS1 tiene 1.
• La masa del propulsor es de 8,2 kg, la unidad de procesamiento de energía y la unidad de control lo llevan a ~25,5 kg en total
• Combustible de xenón, 425 kg en Dawn, 82 kg en DS1
• 2100-2300 vatios a plena potencia
• ISP 3100 a máxima potencia
• 90mN a plena potencia

El propulsor de DS1 falló después de unos minutos debido a la suciedad en las rejillas de iones, pero finalmente se reinició. Lanzado en octubre de 1998, el propulsor funcionó durante 1800 horas, con 34 reinicios, hasta abril de 1999 para su misión principal. Su misión se amplió y el propulsor funcionó un total de unas 10.000 horas antes de apagarse a finales de 2001.

A partir de 2010, Dawn había disparado sus propulsores durante ~15000 horas acumuladas de aceleración y logró 4,3 km/s de delta-v, un promedio de algo así como 8 microg de aceleración durante ese período de tiempo si hice bien mis cálculos.

El Hayabusa 2 de Japón está propulsado por iones, pero me resultó más difícil encontrar estadísticas:

• 4 propulsores
• Combustible de xenón (Hayabusa 1 transportado 65 kg)
• ISP 2800s
• 1000 vatios?
• 28mN de empuje cada uno? (otra fuente dice 10mN cada uno?)

Las unidades XIPS de Hughes/Boeing/L-3 Communications Electron Technologies vuelan en una gran cantidad de satélites de comunicación de las series Boeing 601 y 702. No puedo encontrar cifras de masa para ellos, pero son bastante compactos y probablemente en un estadio de béisbol similar a los demás enumerados. En esta función, se disparan periódicamente para el mantenimiento de la posición orbital, hasta 30 minutos (702) o 5 horas (601) por día.

• Serie 601: 500 vatios, ISP 2568s, empuje de 18 mN, cuadrícula de 13 cm
• Serie 702: 4500 vatios, ISP 3500, empuje de 165 mN, cuadrícula de 25 cm (¿14 satélites, 56 propulsores en funcionamiento a partir de 2007?)

El propulsor de efecto Hall Aerojet BPT-4000 se utiliza en un satélite de comunicaciones AEHF USAF ; 3 de ellos parecen estar actualmente operativos.

• La masa del propulsor es de 7,5 kg.
• Combustible de xenón
• 4500 vatios
• ISP 1950
• 270mN

Se han utilizado otros propulsores de efecto Hall (por ejemplo, en SMART-1 y TacSat-2 , que ya no están en funcionamiento). Snecma PPS-1350G de SMART-1:

• Propulsor de 5,3 kg (incluidos los sistemas de control de flujo de xenón), 29 kg (sistema de propulsión completo)
• Combustible de xenón, 82 kg
• 1200 vatios
• ISP 1640s
• Empuje de 68 mN (propulsor nominal de 88 mN a 1500 vatios)
• Operado durante 5000 horas

Otros propulsores Hall de OKB Fakel de Rusia varían de 350 a 5000 vatios, 1100 a 1750 segundos ISP y 20 a 300 mN de empuje.