Wyobraź sobie rachunek za paliwo dla Space Shuttle . Jest to na tyle mocno , aby wypełnić swój samochód z 16 litrów zwykłego gazu , więc wyobraź sobie koszty , aby wypełnić zbiornik 526000 – galon z paliwa rakietowego . I to właśnie na prom satelity na orbitę. Raz na orbicie satelity muszą strumieniem się wokół z paliwem oni przyniósł siebie . Kosmiczna podróż jest drogie i jeststałe poszukiwanie tańszych środków napędu .
Ciąg generowany przez napęd jest proporcjonalna do masy materiał pędny , pomnożonej przez jej prędkość . Oznacza to, żepojazd kosmiczny wysyłania 50 gramów propelenta oddalony o 3 m na sekundę, ma tę samą siłę ciągu co w innym wysyłania 25 gramów dalej na 6 metrów na sekundę. Toidea napędu elektrycznego : Używaj mniej masy niż tradycyjnych systemów napędowych , jednak wydalić go szybciej . I wprowadzenie mniej masy na orbitę Ziemi oznaczastatek kosmiczny jest lżejszy , więc potrzebuje mniej kosztownego paliwa rakietowego dopoczątku. Instrukcja
1
Oblicz opłatę na jony paliw . Rakiety chemiczne dostarczają utopił przez zmieszanie dwóch związków , które reagują i uwalniania energii . Elektryczne systemy napędowe stworzyć swoją ideę , dodając energii do naładowanych atomów : Jony . Na przykład , możesz mieć jon ksenonową z za 1 .
2
Wyznacz masę swojego jonu pędny . Można znaleźć masę atomową na okresowym ; zaokrąglić do najbliższej liczby całkowitej . Ksenon, na przykład, ma masę atomową 131,29 , który jest zaokrąglany do 131 jednostek masy atomowej ( amu) .
3
Zdefiniuj napięciu przyspieszającym swojego elektrycznego układu napędowego . W przypadku dokonywania obliczeń dla istniejącego systemu , znajdziesz to w specyfikacji systemu. Jeśli projektowaniu własnego systemu , będziesz musiał dokonać guesstimate i zobaczyć jak to działa . Na przykład , można wybrać 2000 woltów .
4
Oblicz prędkość wyjścia pojedynczego jonu . Jest toprędkość, przy której wyjście statku kosmicznego . Szybkość wyraża się następująco: prędkość = sqrt ( 2 x x napięcia ładowania /masa). Na przykład :
prędkości = sqrt ( 2 x 1000 V x 1,6 x 10 ^ -19 kulombów /( 131 x 1.66 x UAM 10 ^ -27 kg /amu ) ) prędkości
= 38000 metrów /drugi
5
Oblicz ciąg mnożąc prędkość pojedynczych jonówczasach masowych wszystkich jonów wyrzucanych na sekundę . Załóżmy na przykład, twój strumieniowy pali 1/10 grama ksenonu na sekundę ,ciąg jest następnie :
ciąg = 0,0001 kg x 38,000 m /s = 3,8
ciąg Newton
Imperium