宇宙船が充電されたときのイオンスラスターの推力
私は多くの記事や本で、イオンスラスターの推力が等しいことを読みました
$$T = \sqrt{\frac{2M}{e}} I_b \sqrt{V_b} \ \ \text{[newtons]}$$
スクリーンショット
どこ $V_b$ は加速ポテンシャルですが、この方程式は宇宙船ポテンシャルが0のときに有効です。
衛星の表面が充電されるとどうなりますか？（太陽風のために宇宙にある粒子は衛星の表面を充電します。）
この場合、完全な方程式は次のようになります。$V_b = V_a + V_s$ どこ $V_a$ は加速ポテンシャルであり、 $V_s$ 表面の電圧は帯電していますか？
回答
これは素晴らしい質問です！
一次充電は関係ありません。重要なのは、加速電位差によって決定されるイオンの出口速度です。$V_b$。
単純な状況では、推力は宇宙船に対するイオンの速度に質量流量を掛けたものです。$dm/dt$イオンの速度であり、その速度は、プラズマまたは最初のグリッドと最後の加速グリッドの間の加速電位差（のようなもの）によって決定されます。
単純な状況では、他のものと比較した宇宙船のポテンシャルとは関係がないため、放出されるイオンの速度、したがってそれらの運動量は、宇宙船の電荷の影響を受けません。
しかし、単純なことは何もありません。もちろん、宇宙船の背後にあるまばらなイオンプルームと宇宙船の残留電荷との間に小さなクーロン相互作用がある可能性がありますが、イオンから除去された電子も後方に放出されるため、通常は問題ありません。通常、プルームの一般的な方向に向けられている電子銃。速度が類似している場合、遠くから見るとほぼニュートラルに見え、この影響は最小限に抑えられます。
詳細については、を参照してください
- 電子銃をイオンスラスターの後ろのイオントレイルに向ける理由はありますか？追加の回答が必要な場合があります
- イオンスラスター内のイオンとその中のリンクの中和
あなたの方程式では、m-ドットまたは $dm/dt$現在の時間の質量および他のいくつかのものとして表されます。質量の平方根のように見える理由は、最後の速度項が$\sqrt{V_b}$ 下部にMが必要です。これにより、最初のMが平方根から解放されます。 $I$ それが属する場所。
詳細については、以下を参照してください。
- イオンスラスターの物理を計算する方法はどこで学ぶことができますか？
- イオンスラスター推力計算問題