Könnte ein Schiff mit Ionentriebwerken von der Erde abheben?

Die Antwort hängt davon ab, wie Sie „genügend Ionentriebwerke“ definieren. Laut einigen Diskussionen zu dieser Frage ist der Schlüssel beim Start, ob Sie mehr Schub erzeugen können als Ihre Fahrzeugmasse. Sonst sitzt du still auf der Startrampe.

Das Shuttle verwendet also SRBs, die eine enorme Schubkraft haben ( 14,7 MN (3,3 Mio. lbs) auf Meereshöhe , im Vergleich zur F-1B, die theoretisch 8,0 MN (1,8 Mio. lbs) beträgt ), aber einen beschissenen ISP.

Ionentriebwerke (beschleunigen ein geladenes Teilchen sehr schnell nach hinten und leben vom Impulsgewinn) haben einen großartigen ISP, aber beschissene Schubwerte.

Können Sie also „genug“ Ionentriebwerke bekommen, um genügend Schub zu erzeugen, um die Masse Ihres Fahrzeugs zu überschreiten? Heute? Kein Morgen? Wer kann es wissen?

Dies ist als Schub-Gewichts-Verhältnis bekannt. Da Sie 1,0 nicht überschreiten können, sitzen Sie einfach auf dem Pad.

Es scheint, als würde es einer radikalen Änderung in der Technologie bedürfen, um den Schub zu erhöhen, damit dies jemals funktioniert, aber seltsamere Dinge sind passiert.

Ich glaube, der stärkste Motor in dieser Klasse ist der VASIMR VX-50 – der in einem Prüfstand für sehr kurze Zeit satte 0,5∓0,1 N (0,11∓0,02 lbf) Schub erzeugte. Das ist weniger als das Gewicht des Motors selbst, also vermute ich, dass wir weit davon entfernt sind, irgendetwas mit einem Ionenantrieb zu starten.

Ich denke, diese Laufwerke müssen auch im Vakuum betrieben werden.

Ionentriebwerke aktueller Konstruktionen würden das geladene Gitter in der Oberflächenatmosphäre kurzschließen.

Ionentriebwerke der gegenwärtigen Generation beruhen auf einem Ladungsunterschied, der die Reaktionsmasse ionisiert und dann anzieht. Da die elektrische Spannungsdifferenz zwischen den geladenen Gittern extrem hoch ist und so bleiben muss, um zu funktionieren, könnte und würde das Vorhandensein von Atmosphäre wahrscheinlich zu Luftüberschlägen zwischen ihnen führen und die Gitter entladen.

Außerdem wiegt beispielsweise der NSTAR-Ionenmotor 8,2 kg und erzeugt eine Spitze von 92 Millinewton, was, bevor alles andere berücksichtigt wird, etwa 11 mm pro Sekunde pro Sekunde wäre ... etwa 1/1100 des Schubs, der zum Anheben benötigt wird . Allein der Antrieb, die Stromversorgung und die digitale Steuereinheit wiegen ungefähr 25,5 kg ... für ungefähr 3,6 mm pro Sekunde pro Sekunde ... die tatsächliche Leistung der DS-1-Sonde mit einem Gewicht von 373 kg betrug ungefähr 0,25 mm pro Sekunde pro Sekunde ... Autobahngeschwindigkeit (88 km/h oder 24 km/s) dauert etwa 97777,8 Sekunden ... etwas mehr als 27,1 Stunden (und fast 1200 km).

Es wurde geschätzt, dass Ionenantriebe bestenfalls das 100-fache des Schub-Gewichts-Verhältnisses erreichen werden, das sie derzeit haben. (Zum Teil liegt dies daran, dass man die Ionen nur auf knapp unter Lichtgeschwindigkeit beschleunigen kann ...), was sie immer noch weit unter der Leistung belassen würde, die in bestimmten Science-Fiction-Einstellungen gezeigt wird. Immerhin wären 1,1 N auf einem 25-kg-Paket immer noch nur 4 cm pro Sekunde pro Sekunde ... weit weniger als die 9,80665 Newton pro kg, die erforderlich sind, um die 9,80665 Meter pro Sekunde pro Sekunde zu erreichen, um nur gegen die Oberflächengravitation zu halten ...

http://en.wikipedia.org/wiki/Deep_Space_1 http://www.nasa.gov/vision/space/travelinginspace/future_propulsion.html http://www.grc.nasa.gov/WWW/ion/past/ 90er/nstar.htm

Sobald wir eine Vactrain- Schleife haben, die groß genug ist.

Auf einem Magnetfeld schwebend, konnte es auf nahezu beliebige Geschwindigkeiten beschleunigen, bevor es ihm erlaubt wurde, die Vakuumröhren zu verlassen, diagonal durch die Atmosphäre zu schießen und in Richtung der Umlaufbahn zu fliegen. Der Trick besteht darin, die Spur ohne Luft zu starten und den horizontalen Beschleunigungsvektor in die vertikale zu ändern.

Ja; Ein einfacher Magnetschwebebahnantrieb wäre unter diesen Bedingungen viel effizienter, aber das macht die Verwendung des Ionenantriebs nicht unmöglich.

Bis dahin ... naja, andere haben es gesagt.