Sé que la pregunta es un poco antigua, pero me parece muy interesante. Entonces vamos. En primer lugar, debo decir que no puedo garantizar que presentaré los números más altos de todos , ya que la investigación continúa. Pero démosle una oportunidad.

Debemos recordar la ecuación de la eficiencia de empuje,$\eta_T$,

Dónde$T$es el empuje,$I_{sp}$es el impulso específico,$P_{in}$es la potencia de entrada y$g_0$es la aceleración estándar de la gravedad. Entonces, sí, tienes razón: con un fijo$\eta_T$y$P_{in}$más empuje significa menos impulso específico.

Otra métrica importante aquí (verá por qué) es la relación empuje-potencia, que se define mediante la misma ecuación simplemente como

Poder más alto

Depende de lo que definas como potencia: media o instantánea.

La potencia media suele considerarse cuando se habla de propulsores de estado estacionario, como los propulsores de efecto Hall (HET) , los motores de iones reticulados (GIT) , la propulsión eléctrica de emisión de campo (FEEP) , el VASIMR (no hablaré de ello aquí porque ya citado), etc.

Cuando considera la potencia instantánea, probablemente esté hablando de propulsores que funcionan en régimen pulsado o cuasi-estacionario, como propulsores de plasma pulsado (PPT) , propulsores magnetoplasmadinámicos (MPD) , propulsores inductivos pulsados ​​(PIT) , etc.

Energía promedio

Los tipos de propulsores que lograron la mayor potencia en las pruebas en tierra son los HET y los Arcjet.

El X3 Nested Hall Thruster (NHT) desarrollado por la NASA y la Universidad de Michigan alcanzó alrededor de 30 kW. El plan es operarlo hasta 100 kW.

Los Arcjets son esencialmente propulsores termoeléctricos , por lo que suelen presentar un empuje alto y un impulso específico bajo. Algunos grupos de la NASA operaron un propulsor de chorro de arco de 1 MW.

Potencia instantánea

Dado que en el régimen pulsado se puede descargar una gran cantidad de energía almacenada, por ejemplo, en un banco de capacitores en un corto período de tiempo, la potencia instantánea a en pulso puede alcanzar niveles de potencia muy altos sin muchos equipos complejos. Esto sucede porque la mayor parte del cableado de alta potencia estará solo entre el propulsor y los capacitos. La carga de los condensadores se puede realizar mediante un equipo de "menor potencia" y menos costoso.

En este espectro, los MPD suelen alcanzar los niveles de potencia más altos: en Princeton, los investigadores informaron que los MPD funcionan a niveles de potencia de hasta 15 MW en modo pulsado, en la NASA hasta 10 MW y en la Universidad de Osaka hasta 6 MW .

Un grupo en Los Álamos probó un propulsor experimental llamado "propulsor coaxial", con una potencia de entrada de hasta 40 MW.

Debido a su gran escalabilidad, muchos autores consideran que los MPD son muy buenos candidatos para el transporte interplanetario.

Impulso específico más alto

El impulso específico máximo teórico solo puede lograrse mediante un impulsor fotónico , que genera impulso emitiendo fotones a la velocidad de la luz, por lo tanto$I_{sp} \approx 30559883.50$segundos. Pero estoy seguro de que este no era el tipo de respuesta que estabas buscando.

Teniendo en cuenta solo los propulsores comunes, los tipos que generaron el mayor impulso específico en las pruebas en tierra fueron los FEEP y algunos GIE experimentales. Tenga en cuenta que ambos aceleran partículas cargadas mediante la aplicación directa de un campo eléctrico estático.

ESA afirmó haber logrado alrededor de 14000 segundos con su GIE experimental de doble etapa.

Se afirma en la literatura que los propulsores FEEP pueden alcanzar hasta 12000 segundos, pero no encontré ningún ejemplo. Pero, por ejemplo, un grupo de Austria informó valores de impulso específicos de hasta 8000 segundos.

Resumiendo

En 2014, la empresa europea OHB publicó unos gráficos muy interesantes que mostraban el rendimiento de algunos de los sistemas de propulsión más importantes que se habían probado en tierra hasta ese momento (no está claro en su presentación si todos los propulsores mostrados se probaron realmente).

El primero muestra un diagrama simple de Poder contra$I_{sp}$y se puede ver que el comportamiento es consistente con lo comentado antes.

La segunda figura es un gráfico de la relación empuje-potencia contra$I_{sp}$. El comportamiento de las curvas de eficiencia constante está modelado por nuestra primera ecuación. Por lo tanto, hay una curva superior de$\eta_T=1$, y el rendimiento de todos los propulsores debería permanecer por debajo de eso.

Ambas imágenes fueron tomadas de: Peukert, M. y Wollenhaupt, B. "OHB-System's View on Electric Propulsion Needs", EPIC Workshop, 2014.

OBS: Tan pronto como encuentre más información sobre otros propulsores de alta potencia, actualizaré la respuesta.