Empuje, impulso específico y potencia en propulsores iónicos [cerrado]

Tengo una duda con respecto a los motores cohete. Ahora bien, ¿cuál es el factor más responsable de la propulsión utilizando un motor cohete? Empuje / Impulso Específico?

Ahora, necesito una comparación entre tres motores:

  1. MPDT1 [Propulsor dinámico de plasma magnético]
  2. MPDT2
  3. VASIMR [cohete de magnetoplasma de impulso específico variable]

Peso corporal [en la Tierra] = 50k Ton

Lanzado desde la Tierra , quiero que este cuerpo alcance el espacio y escape del Campo Gravitacional de la Tierra.

MPDT1 Especificaciones:

  • Propelente : Hidrógeno
  • Empuje = 88.500 mN
  • Impulso Específico = 3.500 s
  • Potencia requerida = 3.750 kW

MPDT2 Especificaciones:

  • Propelente : Hidrógeno
  • Empuje = 26.300 mN
  • Impulso Específico = 4.900 s
  • Potencia requerida = 1.500 kW

Especificaciones VASIMR:

  • Propulsor : Argón
  • Empuje = 5000 mN
  • Impulso específico = 3.000-12.000 s
  • Potencia requerida = 200 kW

Fuente de todos estos datos: Wikipedia- Ion Thruster

¿Para qué estás optimizando? ¿Tiempo de vuelo? masa de lanzamiento?

Respuestas (1)

Para el ascenso inicial de la Tierra al espacio, el empuje es lo más importante. Una vez en órbita y libre de la atmósfera, el impulso específico se vuelve más importante, aunque el empuje seguirá siendo un factor.

Sin embargo, los motores de propulsión eléctrica de los tipos que le interesan hacen una compensación extrema de empuje mínimo a favor de un impulso específico muy alto. Son muy eficientes en combustible, pero no tienen suficiente empuje para levantar su propio peso contra la gravedad de la Tierra, y mucho menos una carga útil útil.

Simplemente no puedes despegar con ninguno de esos motores.

Incluso en el espacio profundo, los propulsores de muy bajo empuje (como FEEP) apenas son útiles para la propulsión porque les lleva mucho tiempo proporcionar un delta-V considerable. OTOH son buenos para un control de posición/actitud ultrapreciso.
Podría agregar las masas específicas que realmente pueden levantar de la superficie: ~9.02 kg, ~2.68 kg y ~0.51 kg respectivamente. Asumiendo toneladas métricas, eso es más de tres órdenes de magnitud menos que su masa real.
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