Dwustopniowa 4-siatka
Dual -Stage 4-Grid (DS4G) to elektrostatyczny silnik jonowy opracowany przez Europejską Agencję Kosmiczną we współpracy z Australijskim Uniwersytetem Narodowym . Projekt został opracowany przez D. Ferna z eksperymentów z kontrolowanym reaktorem termojądrowym, które wykorzystują mechanizm 4-siatkowy do przyspieszania wiązek jonów.
Przewiduje się, że 4-siatkowy silnik jonowy o średnicy zaledwie 0,2 m pochłonie moc 250 kW. Przy takim natężeniu energii pędnik mógłby wytworzyć ciąg o wartości 2,5 N . Impuls właściwy (miara efektywności paliwowej ) mógłby osiągnąć 19 300 s przy prędkości spalin 210 km/s, gdyby zastosowano propelent ksenonowy . Potencjalnie osiągalna gęstość mocy i ciągu znacznie zwiększyłaby absorpcję mocy obecnych silników jonowych do znacznie ponad 100 kW. Te cechy ułatwiają rozwój silników jonowych, które mogą skutkować nadzwyczajnymi prędkościami wysokiej klasy.
Podobnie jak w przypadku koncepcji silników odrzutowych, takich jak VASIMR , dwustopniowe silniki jonowe z 4 siatkami są głównie ograniczone przez zasilanie niezbędne do ich działania. Na przykład, jeśli panele słoneczne miałyby dostarczać więcej niż 250 kW, rozmiar panelu słonecznego przewyższyłby rozmiar paneli słonecznych Międzynarodowej Stacji Kosmicznej . Zapewnienie 250 kW za pomocą generatorów radioizotopów Stirlinga wymagałoby około 17 ton plutonu-238 (którego zapasy w USA w 2013 r. Wynosiły nie więcej niż 20 kg), a więc potrzebny byłby jądrowy reaktor termiczny.
Porównanie
| Silnik |
Efektywna prędkość spalin (m/s) |
Specyficzny impuls (y) |
właściwa spalin (MJ/kg) |
|---|---|---|---|
|
Turbowentylatorowy silnik odrzutowy ( rzeczywiste V wynosi ~ 300 m/s) |
29 000 | 3000 | Około. 0,05 |
|
Dopalacz rakiet na paliwo stałe promu kosmicznego |
2500 | 250 | 3 |
|
Ciekły tlen - ciekły wodór |
4400 | 450 | 9.7 |
| Elektrostatyczny ksenonowy silnik jonowy NSTAR | 20 000-30 000 | 1950-3100 | |
| NEXT elektrostatyczny ksenonowy silnik jonowy | 40 000 | 1320-4170 | |
| Prognozy VASIMR | 30 000–120 000 | 3 000–12 000 | 1400 |
| Elektrostatyczny silnik jonowy DS4G | 210 000 | 21 400 | 22 500 |
| Idealna rakieta fotoniczna | 299 792 458 | 30 570 000 | 89 875 517 874 |