Was ist ein Lithium-gefütterter GIT? Wie funktioniert es?

Dies scheint ein relevantes Papier aus dem Jahr 2017 zu sein: Entwicklung eines 50.000s, Lithium-fueled, Gridded Ion Thruster .

Das Diagramm zeigt einen Laboraufbau, also nichts, das tatsächlich fliegen wird. Ich habe keine Beispiele dafür gefunden. Details darüber, wie sich ein tatsächlich eingesetztes System unterscheiden könnte, werden nicht angegeben. Es sieht ziemlich nach einem Laboraufbau aus, der in der Veröffentlichung Lithium Mass Flow Control for High Power Lorentz Force Accelerators aus dem Jahr 2001 beschrieben wurde, und repräsentiert daher wahrscheinlich den "Stand der Technik" für Lithium-Ionen-Motoren. In Zukunft soll ein kolbenloses System und elektromagnetisches Pumpen zum Einsatz kommen: Electromagnetic Pumps for Conductive-Propellant Feed SystemsDies sollte einige der Probleme beim Versuch vermeiden, flüssiges Lithium zu gewinnen, das eine deprimierende Tendenz hat, mechanische Systeme zu korrodieren. Beachten Sie die Thermoelemente an allen Ventilen, die nicht nur dazu da sind, gefrorenes Lithium in einem kalten System zu schmelzen, sondern auch flüssiges Lithium in geschlossenen Ventilen absichtlich einzufrieren, um zu verhindern, dass das Zeug herausquillt und alles ruiniert.

Lithium wird also als Feststoff gelagert, geschmolzen und in einen kontrollierten Vorratszylinder eingespeist, der es dann in einen Verdampfer einspeist, der dann in etwas einspeist, das für mein völlig ungeschultes Auge wie ein mehr oder weniger standardmäßiges elektrostatisches Gittertriebwerk aussieht eine Ringspitzen-Entladungskammer, obwohl die Diagrammqualität ziemlich niedrig ist, so dass ich es hier nicht wiederholen werde.

Dieses Design (anscheinend in den 80er Jahren erfunden , also überraschend alt!) wurde in der NSTAR- Engine (die Deep Space 1 und Dawn vorangetrieben hat) und im NEXT- Design verwendet. Diese verwendeten Xenon-Treibmittel, aber das Design funktioniert anscheinend gut genug für alles, was Sie als Gas einpumpen können, da es auch bei mit Argon und Lithium betriebenen Testmodellen verwendet wurde. Ich habe eine Dissertation von 2005 über Dicharge Plasma Processes of Ring-Cusp Ion Thrusters gefunden , die dieses praktische Diagramm enthält:

Gasförmiges Treibmittel wird durch eine Hohlkathode (und einige andere Stellen) in die Entladungskammer geblasen. Elektronen, die zwischen der Kathode und der durch die Kammerwand gebildeten Anode wandern, ionisieren das Treibmittel. Offenbar reicht dafür eine Potentialdifferenz von nur 25 Volt aus. Ein größerer Spannungsabfall (1000 V wären für eine Leistung von 50000 Sekunden erforderlich) zwischen der Kammer und dem Gitter beschleunigt die positiven Ionen aus dem Geschäftsende des Triebwerks heraus.

Da dies ein ziemlich standardmäßiges Ionentriebwerksdesign zu sein scheint, gibt es viele andere Artikel darüber, wie zum Beispiel diesen: Ion Propulsion: An Enabling Technology For The Dawn Mission mit ähnlichen Diagrammen und erklärendem Text, falls weitere Informationen benötigt werden.