Ein Kommentar unten Warum werden Starlink-Satelliten Krypton anstelle von Xenon für den elektrischen Antrieb verwenden? Links zum Preprint 2011 A Performance Comparison of Xenon and KryptonPropellant on an SPT-100 Hall Thruster; IEPC-2011-003, die erklärt, dass in dieser Studie unter Verwendung eines SPT-100 Hall Thruster Krypton einen geringeren Nutzungsanteil als Xenon hatte.
Im Methodenteil heißt es:
Studien über Krypton-Treibmittel haben dokumentiert, dass eine erhöhte Durchflussrate den Anteil der Treibmittelnutzung verbessert.13 Ein geringerer Anteil der Treibmittelnutzung ist einer der Hauptgründe dafür, dass die Leistung von Krypton bekanntermaßen der von Xenon unterlegen ist. Ein vielversprechendes Merkmal von Krypton ist, dass es aufgrund seiner geringeren Atommasse möglicherweise einen höheren spezifischen Impuls als Xenon haben kann. Daher war die Untersuchung von Betriebsbedingungen bei einem höheren als dem nominellen Entladungspotential von Interesse (der spezifische Impuls ist proportional zur Quadratwurzel der Entladungsspannung), um zu sehen, ob ein vorteilhafter spezifischer Impuls trotz der geringeren Treibmittelausnutzung von Krypton realisiert werden könnte.
Grundsätzlich blieb ein größerer Teil des Krypton-Treibmittels gewerkschaftlich organisiert, so dass es zwar zum Massenverlust beitrug ( ) wurde es nicht elektrostatisch beschleunigt und trat daher nicht mit der Abgasgeschwindigkeit von etwa ~30 km/s aus.
Fragen:
Antworten auf Welche Leistungsspezifikation wäre für Krypton niedriger als für Xenon in Hall-Effekt-Triebwerken? können hier als nützliche Ausgangspunkte für eine Antwort dienen.
Wie in High-Specific Impulse Hall Thrusters, Part 2: Efficiency Analysis (Abschnitt „Krypton Operation“) angegeben , ist die niedrigere Treibmittelausnutzungseffizienz von Krypton auf seine höhere Ionisierungsenergie im Vergleich zu Xenon (13,99 eV statt 12,12 eV) zurückzuführen. die mehr Energie aus der Entladung abzieht, um ein Plasma mit der gleichen Dichte aufrechtzuerhalten. Andererseits, wie die Autoren sagen, verringert die Tatsache, dass die zweite Ionisationsenergie von Krypton ebenfalls höher ist (24,35 eV statt 20,97 eV), das Vorhandensein doppelt geladener Ionen, was möglicherweise die Lebensdauer des Hall-Triebwerks erhöht.
Abgesehen davon, dass es einen höheren spezifischen Impuls bietet, kann sich Krypton als ein besseres Treibmittel als Xenon bei einem hohen spezifischen Impuls erweisen, da die Lebensdauer des Triebwerks mit Krypton höher sein sollte. Während das Ionisieren von Krypton mehr Energie erfordert als Xenon (was die Massennutzungseffizienz verringert), verringert dieses Attribut auch die Produktion von mehrfach geladenen Ionen. Die geringere Masse von Krypton gegenüber Xenon verringert auch die Sputterausbeute etwa um die Quadratwurzel des Massenverhältnisses. Wenn die Effizienz von Hall-Triebwerken auf Krypton verbessert werden kann, um sich der von Xenon anzunähern, könnte ein Krypton-Triebwerk aufgrund seines höheren spezifischen Impulses und seiner längeren Lebensdauer mehreren interplanetaren Missionen zugute kommen. Jüngste Untersuchungen mehrerer mit Krypton betriebener Hall-Triebwerke haben sich als vielversprechend erwiesen, wobei Gesamtwirkungsgrade von mehr als 50 % gemessen wurden.
Jon Kuster