Warum wird Xenon als Treibmittel in elektrischen Triebwerken bevorzugt?

Sie möchten ein Gas, damit Sie keine Energie aufwenden müssen, um das Treibmittel zu verdampfen. Sie möchten auch, dass das Gas so dicht wie möglich ist, damit Sie so viel Impuls wie möglich pro Volumeneinheit Treibmittel erhalten. Es ist auch schön, wenn das Gas inert und nicht korrosiv ist, sodass Sie sich keine Sorgen machen müssen, dass es sich zersetzt oder korrodiert, wo immer Sie es aufbewahren. Schließlich ist es schön, wenn es leicht ionisiert werden kann.

Xenon erfüllt all diese Kriterien. Seine Dichte liegt bei etwa 5,9 kg/m$^3$, und offensichtlich ist es inert, weil es ein Edelgas ist. Die erste Ionisationsenergie beträgt etwa 12 eV und die zweite 20 eV, sodass es relativ einfach ist, Xe herzustellen$^+$Ionen.

Das einzige mir bekannte Gas, das dichter als Xenon ist, ist Schwefelhexafluorid, aber es ist nur geringfügig dichter und reaktiver. Ich nehme an, Radon wäre noch besser, wenn es nur nicht radioaktiv wäre. Das einzige Problem mit Xenon ist, dass es teuer ist, aber wenn Sie es sich leisten können, eine Sonde zum Asteroidengürtel zu starten, können Sie sich wahrscheinlich das Xenon leisten, um es zu befeuern.

Edelgase haben den Vorteil, dass sie chemisch inert sind, sodass sie weniger wahrscheinlich mit Atomen in den elektrostatischen Gittern reagieren. Da Ionentriebwerke bisher nur bei unbemannten Transporten eingesetzt wurden, ist eine regelmäßige Wartung keine Option. Aus diesem Grund werden Edelgase beispielsweise gegenüber Wasserstoff bevorzugt

Ein Grund, Xenon gegenüber Argon zu wählen, könnte jedoch damit zu tun haben, dass es eine größere Atommasse pro Ionenladung hat (ionisierte Plasmen in Triebwerken sind meistens einfach ionisierte Spezies), sie haben einen schlechteren ISP, aber einen höheren Schub. Aber ich bin mir nicht sicher, ob das der einzige Grund ist