Können Ionentriebwerke für das Reaktionskontrollsystem verwendet werden?

Da RCS (Reaction Control System) hauptsächlich weniger Schub benötigt als normale Raketentriebwerke, können Ion Thrusters zur Lagebestimmung in Raumfahrzeugen (Orion, Dragon), Satelliten oder sogar während der Antriebslandung von Boostern / ersten Stufen verwendet werden?

Für die Positionshaltung und Ausrichtung eines Satelliten, sicher. Für die aktive Steuerung einer Kapsel im Weltraum, nein. Um zwei Größenordnungen zu schwach. Für die Steuerung der Booster-Orientierung in der Atmosphäre, nein. Um SIEBEN Größenordnungen zu schwach.

Antworten (1)

Reaktionssteuerungssystem Schubdüsen haben typischerweise einen Schub in der Größenordnung von Newton bis zu mehreren zehn Newton – Hunderte von Newton für atmosphärische Kontrolle (zB haben die RCS-Triebwerke auf Falcon 9 etwa 400 N). Gegenwärtig verwendete Ionentriebwerke haben einen Schub in der Größenordnung von zehn bis hundert Millinewton . Es gibt experimentelle Triebwerke, die in Laborumgebungen 5 N erreicht haben.

So können selbst die leistungsstärksten Ionentriebwerke, die noch nicht einmal im Einsatz sind, kaum mit den leistungsschwächsten RCS-Triebwerken mithalten. Wenn wir über typische Triebwerke sprechen, die gerade jetzt tatsächlich fliegen, sind Ionentriebwerke um den Faktor 100×–1000× daneben.

Und das bezieht sich nur auf RCS-Triebwerke für massearme Fahrzeuge im Weltraum. Für eine vernünftige Kontrollinstanz innerhalb einer Atmosphäre, wie sie zB für Falcon 9 benötigt wird, benötigt man noch ein paar Größenordnungen mehr.

Und denken Sie daran, dass Ionentriebwerke in der Atmosphäre schwächer sind und fast gar nicht mehr funktionieren. Sogar 50 km Atmosphäre.
ein Ionentriebwerk ist also um den Faktor 1000 zu schwach. Ein RCS-Manöver würde um den Faktor 1000 zu lange dauern. Von 0,5 Sekunden als Beispiel bis zu 8 Minuten und 20 Sekunden.