El motor de iones X-3 es el motor de iones más potente que se haya fabricado y genera una asombrosa fuerza de 5,4 N, utilizando 103 kW. Su combustible es gas xenón inerte, ionizado y calentado a plasma. Ahora, ¿qué pasaría si alguien usara gas hidrógeno en lugar de xenón para "dominarlo"? ¿Sería eso útil algún día, para viajes interplanetarios?
Si bien @Hobbes señala que obtiene menos impulso por átomo o por unidad de carga para iones más ligeros, suponiendo que la carga es +1 y el voltaje de aceleración es constante, esa no es toda la historia.
El momento de una partícula acelerada a una energía cinética es:
Así que los átomos de hidrógeno dan veces menos impulso o "patada" por átomo, o por unidad de carga de su suministro de alto voltaje.
Sin embargo, ese átomo de hidrógeno pesa 131 veces menos que un átomo de xenón . Entonces, por kilogramo de propulsor, obtienes veces más impulso o "patada" por kilogramo, por lo que si todo lo demás fuera igual, ¡el hidrógeno sería un propulsor Isp mucho más alto que el xenón!
El hidrógeno es el segundo átomo más difícil de ionizar después del helio, pero la diferencia no es enorme. Comenzando con el gas H2, necesita alrededor de 4,5 eV solo para romper una molécula de hidrógeno en dos átomos neutros, más 13,6 eV para ionizar cada uno. El xenón es un gas más fácil de ionizar con solo 12,1 eV.
La razón por la que es importante considerar la ionización para una nave espacial es porque la masa de un motor de iones está ligada a la fuente de alimentación y a los imanes de confinamiento de plasma necesarios para producir la alta corriente de electrones de energía media en el plasma que ionizan los átomos durante la energía. colisiones
Entonces, pasar de xenón a hidrógeno le da un factor de diez en Isp, y el siguiente paso sería reducir la masa de su nave espacial usando un material de bajo potencial de ionización. Esa es una pregunta aparte.
El uso de hidrógeno en lugar de xenón haría que el motor fuera menos potente. El motor funciona acelerando iones. Cuando reemplaza los iones de xenón pesados con iones de hidrógeno muy ligeros, el empuje se reduce mucho.
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Urna de pulpo mágico
Mármol Orgánico
Urna de pulpo mágico
Muza
AndrewMaxwellCohetes
UH oh
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votar. También puedes votar para reabrir. Sin embargo, sería mejor si agregara alguna explicación de por qué está preguntando. Por ejemplo, necesita saber el nivel de vacío y el tamaño de la cámara y el tipo de bombas para comprender el efecto en la cámara, pero ¿quizás solo quiera saber sobre los efectos en el motor? Por cierto,@
solo debe usarse cuando intenta enviar una bandera a un usuario específico. Hay un usuario llamado todos pero aún no han comentado.Mármol Orgánico