Imaginez la facture de carburant pour la navette spatiale. Il est assez difficile de remplir votre voiture avec 16 gallons d'essence ordinaire, alors imaginez le coût pour remplir un réservoir 526.000 gallons de carburant de fusée. Et c'est juste pour transporter un satellite en orbite. Une fois en orbite, les satellites doivent jet se autour avec du carburant qu'ils ont eux-mêmes apporté. Voyage spatial est cher et il y a une recherche constante de moyens moins coûteux de propulsion.
La poussée générée par un système de propulsion est proportionnelle à la masse de l'agent propulseur, multipliée par sa vitesse. Autrement dit, un vaisseau spatial envoyer 50 grammes de propergol loin à 3 mètres par seconde a la même poussée comme un autre envoi de 25 grammes loin à 6 mètres par seconde. Voilà l'idée derrière la propulsion électrique: Utiliser moins de masse que les systèmes de propulsion classiques, mais l'expulser plus rapidement. Et apportant moins de masse dans l'orbite de la Terre signifie le vaisseau spatial est plus léger, donc il a besoin de carburant moins coûteux de fusée pour la commencer.
Instructions
1 Calculer la charge sur les ions de propergol. fusées chimiques fournissent des poussées en mélangeant deux composés qui réagissent et libèrent de l'énergie. systèmes de propulsion électriques créent leur poussée en ajoutant l'énergie aux atomes chargés: Ions. Par exemple, vous pourriez avoir un ion au xénon avec une charge de +1.
2 Déterminer la masse de votre ion propulseur. Vous pouvez trouver la masse atomique sur une table périodique; arrondir au nombre entier le plus proche. Xenon, par exemple, a une masse atomique de 131.29, qui arrondit à 131 unités de masse atomique (uma).
3 Définir la tension d'accélération de votre système de propulsion électrique. Si faire des calculs pour un système existant, vous trouverez cela dans les spécifications du système. Si vous concevez votre propre système, vous aurez à faire une devinette et de voir comment cela fonctionne. Par exemple, vous pourriez choisir 2.000 volts.
4 Calculer la vitesse de sortie d'un seul ion. Ceci est la vitesse à laquelle il quitte l'engin spatial. La vitesse est donnée par: vitesse = sqrt (2 x tension x charge / masse). Pour l'exemple:
vitesse = sqrt (2 x 1000 volts x 1,6 x 10 ^ -19 coulombs / (131 amu x 1,66 x 10 ^ -27 kg / uma))
vitesse = 38.000 mètres / seconde
5 Calculer la poussée en multipliant la vitesse d'une seule fois d'ions la masse de tous les ions éjectés par seconde. Par exemple, supposons que votre propulseur brûle 1/10 de gramme de xénon par seconde, la poussée est alors:
poussée = 0001 kg x 38.000 mètres / seconde
poussée = 3,8 newton