¿Cuántos propulsores de iones se necesitarían para acelerar una nave de 1000 toneladas a 9,8 m/s²?

Si ensamblamos una matriz de los mejores propulsores iónicos de hoy en día en órbita (¿el x3?), ¿cuántos se necesitarían para acelerar una nave espacial de 1000 toneladas a 1 g?

Estoy pensando en Space Tug, para misiones repetidas a Marte. Por supuesto, de propulsión nuclear.

Lo que puedo recomendar es preguntar primero qué tan rápido cualquier propulsor de iones podría acelerarse ignorando incluso una fuente de energía eléctrica y mucho menos una nave espacial. Creo que será una aceleración sorprendentemente baja, quizás incluso imperceptible al principio si estuvieras esperando con un traje espacial. Es por eso que se "queman" durante meses o años para hacer lo mismo que hacen los cohetes químicos en segundos o minutos.
¿Qué pasa si usas motores eléctricos con ventiladores mientras estás en la atmósfera? No estoy seguro de si incluso eso sería realista, pero tendrías una mejor oportunidad de al menos despegar.
El mismo número que el número de personas que deben empujar un coche, para romper la barrera del sonido con ese coche.

Respuestas (1)

no puedes hacerlo Es imposible.

Cada propulsor proporciona empuje, pero cada propulsor tiene masa, al igual que las fuentes de energía necesarias para impulsarlos y los tanques para almacenar su combustible.

Ningún propulsor de iones existente en la actualidad es capaz de producir tanto empuje por su masa y, lo que es más importante, incluso las mejores fuentes de energía (incluso las especulativas o las que tienen TRL bajas) no proporcionan suficiente energía para que la masa alimente tal montaje, no importa lo grande que sea. Estás viendo miliG o microG de aceleración.

En términos más generales, un propulsor que fuera realista, incluso vagamente práctico para acelerar incluso a G fraccionales, casi con certeza ampliaría la definición de "propulsor de iones", que originalmente se usa normalmente para referirse a los propulsores de iones cuadriculados que tienen límites bastante bajos en relación empuje a peso.

Si quiere acelerar una nave espacial de varias toneladas a 1 G, entonces quiere cohetes químicos, o si insiste absolutamente, posiblemente se pueda desarrollar un cohete térmico nuclear de ultra alto rendimiento (los diseños actuales no están realmente diseñados para acelerar a 1 G cuando están montados en una nave espacial, aunque tienen una relación de peso de empuje superior a uno).

Mi primer pensamiento al leer la pregunta: ¡un propulsor de iones no podría levantarse por sí mismo! Excelente explicación!
Cohetes térmicos nucleares ultraseguros y de ultra alto rendimiento, por favor :-)
¿Qué tal el nuevo diseño del propulsor de plasma que se describe aquí ? El papel dice en la p. 9-10 que para un plasmoide simulado de radio 10 cm, el empuje se calculó en aproximadamente 50 Newtons; sin embargo, no se tiene idea de cuál sería la masa del aparato necesaria para generar un plasmoide como ese (o un ensamblaje que genere muchos de ellos).
@cmaster-reinstatemonica: 50 Newton acelerarían una masa de 5 kg a 10 m/s^2, en lugar de 5 gramos. Todavía probablemente sea demasiado pequeño, pero no estoy seguro de que sea imposible si cada propulsor tiene un poco más de 10 cm de área de sección transversal; si imagina una matriz de 100 propulsores de este tipo, sería un poco más de 1 metro cuadrado. de área, todos alimentados por la misma fuente de energía quizás, entonces podría ser de 500 kg o media tonelada métrica.
(cont.) La energía podría ser el principal problema para mantener la masa tan baja, el documento dice que la versión simulada del plasmoide de 10 cm que observaron requeriría alrededor de 10 MW de potencia, por lo que 100 de ellos necesitarían 1 GW. Pero se ha hablado sobre la posibilidad en un futuro cercano de reactores de fusión compactos como el que la Marina presentó para una patente , sin estar seguros de la relación entre la masa y la potencia de salida que esperan.
@Hypnosifl Ay, eso duele. Por supuesto, 5 kg. Perdón por el error de 1000x, eliminaré mi comentario incorrecto.
"O si insiste absolutamente, posiblemente se pueda desarrollar un cohete térmico nuclear de ultra alto rendimiento". Estoy bastante seguro de que un cohete de pulso nuclear podría extraer 1 g fácilmente, utilizando tecnología de los años sesenta.
¿Cuántos propulsores de iones se necesitarían para acelerar una nave de 1000 toneladas a 9,8 m/s²?
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