Elektrostatyczne silniki jonowe:
-silnik jonowy elektrostatyczny (
wiki )
jest rodzajem silnika jonowego wykorzystującego metalowe siatki o dużej różnicy potencjałów elektrycznych. Zjonizowane atomy (zazwyczaj są to atomy ksenonu) są kierowane przy pomocy pola magnetycznego w kierunku siatki o dodatnim potencjale. Następnie w obszarze między siatkami są one przyspieszane. Po przekroczeniu z dużą prędkością drugiej siatki o ładunku ujemnym jony są neutralizowane elektronami przez zewnętrzną lampę katodową.
Tradycyjny silnik jonowy elektrostatyczny składający się z dwóch siatek nie jest pozbawiony wad. Główną z nich było ograniczenie różnicy potencjałów między siatka dodatnią a ujemną do 5kV. Przy większej różnicy potencjałów część jonów trafia bezpośrednio w konstrukcję drugiej siatki powodując jej erozję. Impuls właściwy Isp silnika jonowego elektrostatycznego zwykłego wynosi maksymalnie 3000 m/s. Celem rozwiązania tej przeszkody w Australian National University (ANU) we współpracy z ESA opracowano koncepcję silnika DS4G (Dual-Stage 4-Grid) w którym każda z siatek została podwojona - pierwsza z siatek dodatnich jest nisko naładowana druga wysoko naładowana. W ten sposób uzyskano bardziej precyzyjny kierunek ruchu jonów, co umożliwiło osiągnięcie łącznej różnicy napięcia 30kV. Prędkość wylotów jonów z silnika DS4G wynosi 210km/s co daje impuls właściwy Isp = 21000 m/s ponad 4 razy więcej niż najwydajniejsze opracowane do tej pory silniki jonowe.
- silnik Halla
wiki 
Silnik Halla jest to silnik jonowy, w którym jony gazu są przyspieszane polem elektrostatycznym. Silnik ten był wykorzystywany do podtrzymywania orbity sond radzieckich. Najbardziej spektakularnym przykładem jego zastosowania była sonda SMART-1 o impulsie właściwym równym 1640 sekundom.
Zasadniczym elementem silnika jest komora w kształcie pierścienia. Na dnie komory znajduje się anoda będąca też dystrybutorem gazu. Gaz zasilający (na przykład ksenon, krypton, cez) przedostaje się ze zbiornika przez otwory w anodzie (dowolnego rodzaju: dziurki, szparki, czasem anoda jest wykonywana z materiałów porowatych). W silnikach tego typu używa się przeważnie ksenonu ze względu na to, że jest nieaktywny chemicznie w otoczeniu wody i tlenu jak również ze względu na jego dosyć dużą masę atomową i niską energię jonizacji. Atomy ksenonu ulegają jonizacji w wyniku zderzeń z elektronami już o energii 12.12 eV.
Między anodą a znajdującą się na zewnątrz katodą przyłożone jest stałe napięcie elektryczne o wartości z przedziału 200-500 V, a w specyficznych zastosowaniach może to być nawet 600 V. Napięcie to przyspiesza jony w kierunku wylotu.
Zwojnice wewnętrzne, zewnętrzne oraz magnetowody kształtują pole magnetyczne tak by było radialne (prostopadłe do komory i do pola elektrycznego). Pole magnetyczne praktycznie nie wpływa na ruch jonów bo mają dużą masę, ale wpływa znacznie na tor ruchu elektronów, elektrony w komorze poruszają się jak w przewodniku znajdującym się w poprzecznym polu magnetycznym (efekcie Halla). W wyniku tego elektrony nie podążają wprost do anody lecz krążą przez dłuższy czas w komorze, w wyniku czego w komorze znajduje się duża liczba elektronów o energii dostatecznej do jonizacji gazu.
Wyrzucane na zewnątrz jony są neutralizowane elektronami z katody w celu przeciwdziałania elektryzowaniu i w wyniku tego przyciągania jonów i silnika, które zmniejszałoby a nawet całkowicie likwidowało wytworzoną siłę ciągu.
- FEEP
alta space 
zaawansowany silnik jonowy elektrostatyczny wykorzystujący ciekły metal (zwykle cez lub ind) jako paliwo. silnik ten charakteryzuje się wyjątkowo małym ciągiem dlatego wykorzystywany jest przede wszystkim w systemach wymagających wysokiej precyzji korekty lotu. Paliwo w nim jest jonizowane a następnie przyspieszane przez silne pole elektryczne. Silniki tego typu mają bardzo wysoki impuls właściwy dochodzący do 10000s przy ciągu od kilku µN do kilku mN. Taki napęd jest często jedyną opcja dla misji wymagających bardzo precyzyjnego sterowania sondami, przykładem jest misja LISA Pathfinder gdzie zastosowane silniki miały moc ciągu od 0.1µN do 150 µN. Silniejsze wersje używa się na małych komercyjnych satelitach dla korekcji lotu.
Wątek: Napęd jonowy (Przeczytany 22793 razy)