Esta respuesta a ¿Cuál es la velocidad máxima a la que un motor iónico puede impulsar una nave espacial? menciona lo siguiente:
Los GIT alimentados con litio (propulsores de iones reticulados) han demostrado 50 000 - 80 000 segundos de ISP (490 km/s a 780 km/s)
El segundo conjunto de números es la velocidad de escape, por lo que parece que son para un voltaje de aceleración de aproximadamente 20 kV.
El litio tiene la ventaja de ser un átomo ligero; para un voltaje de aceleración dado y un estado de carga única, el impulso específico varía como . Si bien el yodo se puede sublimar a baja temperatura, supongo que el litio tendría que calentarse significativamente. De cualquier manera, las fuentes sólidas no requieren recipientes de alta presión como las fuentes de gas (p. ej., Kr, Xe).
Pero, ¿cómo funciona realmente un GIT alimentado con litio (propulsores de iones reticulados)? ¿La fuente es metal de litio puro o algún compuesto? ¿Cómo se introduce en un plasma o se ioniza de otra manera? (por ejemplo, ¿emisión de campo o contacto con un material diferente que quiere más electrones?)
Este parece ser un artículo relevante de 2017: Desarrollo de un propulsor de iones en rejilla alimentado con litio de 50,000 años .
El diagrama muestra una configuración de laboratorio, por lo que no es algo que realmente vuele. No encontré ejemplos de esos. No se dan detalles sobre cómo puede diferir un sistema realmente implementado. Se parece bastante a una configuración de laboratorio descrita en el artículo de 2001, Control de flujo másico de litio para aceleradores de fuerza Lorentz de alta potencia y, por lo tanto, probablemente representa "lo último en tecnología" para motores de iones de litio. En el futuro, existe la intención de utilizar un sistema sin pistones y bombeo electromagnético: Bombas electromagnéticas para sistemas de alimentación de propelente conductivolo que debería evitar algunos de los problemas al tratar de disputar litio líquido que tiene una tendencia deprimente a corroer los sistemas mecánicos. Tenga en cuenta los termopares en todas las válvulas, que no solo están allí para derretir el litio congelado en un sistema frío, sino también para congelar deliberadamente el litio líquido en válvulas cerradas para ayudar a evitar que el material se derrame y arruine todo.
Entonces, el litio se almacena como un sólido, se funde y se alimenta a un cilindro de suministro controlado, que luego lo alimenta a un vaporizador, que luego se alimenta a lo que parece para mi ojo completamente inexperto como un propulsor cuadriculado electrostático más o menos estándar, usando una cámara de descarga de cúspide anular, aunque la calidad del diagrama es bastante baja, así que no lo repetiré aquí.
Este diseño (aparentemente ideado en los años 80 , por lo que es sorprendentemente antiguo) se usó en el motor NSTAR (que impulsó Deep Space 1 y Dawn) y el diseño NEXT . Esos usaban propulsor de xenón, pero el diseño aparentemente funciona lo suficientemente bien para cualquier cosa que pueda bombear como gas, ya que también se ha usado con modelos de prueba alimentados con argón y litio. Encontré una disertación de 2005 Procesos de descarga de plasma de propulsores de iones de cúspide anular que tiene este práctico diagrama:
El propulsor gaseoso se introduce en la cámara de descarga a través de un cátodo hueco (y un par de otros lugares). Los electrones que viajan entre el cátodo y el ánodo formado por la pared de la cámara ionizan el propulsor. Aparentemente, una diferencia de potencial de solo 25 voltios es suficiente para esto. Una caída de voltaje mayor (se requerirían 1000 V para un rendimiento de 50 000 segundos) entre la cámara y la rejilla acelera los iones positivos fuera del extremo comercial del propulsor.
Como este parece ser un diseño de propulsor de iones bastante estándar, hay muchos otros documentos al respecto, como este: Ion Propulsion: An Enabling Technology For The Dawn Mission con diagramas similares y texto explicativo, si se necesita más información.
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