¿Por qué la ISS no usa motores iónicos para mantener la altitud?

La gran respuesta de @Hobbes y la pregunta allí también muestran que tanto la NASA como Ad Astra sintieron desde 2008 que la propulsión iónica de alta potencia era tanto técnica como prácticamente digna de consideración y prueba para al menos algunas de las maniobras rutinarias de elevación de la órbita requeridas para regular compensación del arrastre constante a unos 400 km de altitud.

Consulte Pruebas VASIMR en ISS .

Sin embargo, el plan finalmente se canceló en 2015 .

La situación de la propulsión convencional en 2014 se resume en varias respuestas a la pregunta ¿Qué métodos de propulsión utiliza la ISS para mantenerse en posición? pero es posible que la situación haya evolucionado desde entonces.

No me queda claro si la propulsión iónica podría potencialmente manejar el aumento regular de la órbita. Sin embargo, en caso de que necesiten MÁS empuje que eso para cambiar las órbitas y moverse hacia la basura espacial, o posiblemente para algunas situaciones que requieran una fase rápida relacionada con el encuentro de naves espaciales desde la Tierra o enviarlas de regreso allí, es probable que aún tengan que confiar en motores químicos para hacerlo lo suficientemente rápido.

Entonces, si bien el uso de motores de iones podría reducir el peso del propulsor convencional enviado regularmente desde la Tierra, no reemplazaría completamente a los motores convencionales en la ISS.

Para agregar a las otras respuestas: un empuje bajo significa un tiempo de "combustión" prolongado, los motores iónicos se utilizan para un empuje continuo durante días. Y eso podría ser un problema para la ISS, que se usa como un laboratorio de experimentos de cero G (bueno, micro-G), porque incluso la aceleración inducida por el motor de iones podría interferir con estos.

La propulsión iónica utiliza iones acelerados para producir empuje, también conocida como la Ley de atracción/repulsión electrostática de Coulomb. Una sustancia neutra se ioniza para producir los iones.

Debido a esto, solo se necesita un gas neutro (generalmente xenón) y una fuente de alimentación para los electrodos cargados (y el neutralizador). Dependiendo del tamaño, el consumo de energía de los propulsores de iones actuales usa 2-3kW. El Deep Space 1 utilizó un propulsor NSTAR de 2,3 kW.

Sin embargo, las fuerzas de empuje son muy bajas en comparación con cualquier motor de cohete de combustible líquido o sólido, entre 30 y 300 milinewtons para los propulsores de iones, hasta 92 mN para el NSTAR. Debido a la baja masa de combustible requerida, independientemente los motores tienen una relación empuje a peso razonable, por lo que para sondas pequeñas esta es una solución ideal, lo que resulta en cantidades increíbles de Delta V debido a la alta eficiencia y la clasificación de impulso específico de los propulsores de iones.

Para su pregunta original, los motores de iones simplemente no serían prácticos actualmente para un método de propulsión efectivo para la ISS. Principalmente debido a la enorme masa de la ISS, se necesitarían muchísimos propulsores de iones, que serían extremadamente costosos e incluso entonces la relación entre empuje y peso sería extremadamente baja. Además, el consumo de energía también sería demasiado alto para la cantidad de propulsores necesarios y su mayor tiempo de funcionamiento debido a la baja relación empuje-peso.

En resumen: los propulsores de iones son ideales para satélites o sondas de baja masa, pero hasta que se produzcan avances tecnológicos, son demasiado pequeños y demandan energía para aplicaciones de gran masa.

Veré algunos números más adelante para las relaciones de potencia de entrada.

EDITAR:

Creo que al menos una encarnación del LOPG de la NASA o los planes anteriores de Deep Space Gateway usan propulsión eléctrica para ajustar las órbitas, sin embargo, creo que esto bien puede ser plasma en lugar de Ion.