Electric Propulsion (Ion Drives)

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전기 에너지를 사용하여 추력을 얻는 추진 방식

Zhuangzi 서식지와 중력 예인선
이미지 제공: Steve Bowers
이 유형의 중력 예인선은 광전지 집열판과 탑재 원자로로 구동되는 자기플라즈마동역학 추진기를 사용하여 소행성을 부드럽게 이동시킨다

전기 로켓, 이온 로켓, 플라즈마 로켓은 연료를 플라즈마(이온화된 입자)로 바꾼 뒤 전기장이나 이온 흐름을 이용해 분출한다. 가속을 제공하기는 하지만, 중간 크기의 행성에서도 차량을 들어올릴 만큼 강하지는 않다.

정전기 전기 추진(Electric Drive)

이 등급에는 이온 추진기 하나만 속한다. 핵심 원리는 두 도체 사이의 전압 차이로 정전기 전위차를 만들고, 이 전위차가 이온을 가속해 추력을 낸다는 것이다. 이후 이온은 보통 뜨거운 필라멘트에서 방출된 전자로 중화된다.

전열 추진기

이 등급의 추진기(저항제트, 아크제트, RF 가열 추진기)는 배기 속도가 그리 높지 않다. 저항제트는 기본적으로 필라멘트로 추진제 가스(플라즈마가 아님)를 가열하고, 아크제트는 전류 아크가 추진제를 통과하게 한다. 두 방식 모두 재료 특성 때문에 성능이 화학 로켓과 비슷한 수준에 머문다. RF 가열 추진기는 무선 주파수파로 챔버 안의 플라즈마를 가열하며, 일부 초기 우주 적응 인간(Space Adapted Human) 씨족은 이를 개조해 다소 높은 배기 속도를 얻었다.

전자기동역학 추진기

이 범주에는 여러 기술이 포함된다.

자기플라즈마역학적(Magnetoplasmadynamic) (MPD) 추진기에서, 전도성 막대를 따라 흐르는 전류는 막대의 끝점에서 전도성 벽으로 흐르는 아크의 전류와 상호작용하는 방위각 자기장을 생성한다. 전류와 전극 사이의 접촉점에서의 침식은 일반적으로 MPD 추진기 설계의 중요한 문제였으며, 이 유형은 다른 버전을 위해 폐기되었다.

홀 효과(Hall-effect) 추진기에서는 수직인 전기장과 자기장이 ExB 유형의 하전 입자 표류를 일으킨다. 적절하게 선택된 자기장 크기와 챔버 치수에 대해 이온 회전반경은 너무 커서 이온이 벽에 부딪히는 반면 전자는 포함된다. 결과 전류는 자기장과 상호작용하여 JxB 로렌츠 힘을 일으키고, 이는 플라즈마 흐름을 유발하고 추력을 생성한다. 구 지구의 후기 정보화 시대와 초기 행성 간 시대의 초기 러시아 프로젝트는 이 유형의 추진기를 선호했다.

헬리콘 추진기는 전류 시트와 상호작용하여 축을 따라 이동하는 플라즈마에 높은 JxB 힘을 유지하는 이동 전자기파를 사용한다. 이동파는 다양한 방법으로 생성될 수 있으며, 나선형 코일이 자주 사용된다.

VASIMR 추진기는 무선 주파수 가열과 자기장을 결합하여 가변 추력, 가변 임펄스 시스템을 생성한다. 이 다목적 우주 추진기는 저추력 응용 분야와 다소 더 큰 추력을 필요로 하는 응용 분야에 사용될 수 있으며, 더 비싼 화학 로켓을 대체한다. 그러나 VASIMR조차도 발사에 사용하기에는 추력 대 중량 비율이 너무 낮다.

역사와 용도

이 방식은 저렴하고 신뢰성이 높으며 기술 수준도 낮은 추진 형태다. 이온 추진 무인 탐사선은 정보 혁명기 구 지구(구 지구 달력 20세기 후반/21세기 초반)에서도 사용되었다. 그래서 빠른 가속이 중요하지 않은 편집증적 집단, 러다이트 집단, 반AI 집단이 특히 선호한다. 예를 들어 우주 적응 인간들은 한동안 이온 추진 우주선을 선호했다. 불행히도 연료 요소는 상당히 희귀하여 비싸고 오르트 구름 지대의 얼음 덩어리 사이에서 찾기 어렵다. 철과 애드먼트-듀랄로이 그리드를 사용하는 이온 추진 엔진이 행성 간 시대 후반에 개발되었으나 어렵고 신뢰할 수 없는 것으로 입증되었다.

이온 추진
이미지 제공: Anders Sandberg
시그너스 지역의 S106 IRS4 근처에 있는 칸데피니치오네 AI 씨족의 이온 추진 우주선. 대부분의 칸데피니치오네 우주선과 마찬가지로 정교하게 조각되어 있으며, 이 경우 바이온트 고딕 양식이다. 이 유형의 우주선은 깊은 시간 탐사, 특히 밀도가 높은 성간 매질에서 사용된다. 길이: 1미터. 질량: 870kg. 승무원: 하나의 지성. 승객: 나노저장소(Nanostorage)에 완전히 활성화된 최대 170,000명의 제2특이점(Second Singularity) 지각자(Sentient)들.

참고: 우주선과 성운을 모두 촬영하기 위해 이미지가 과다 노출되었으며, 이온 엔진 출력이 매우 밝게 나타난다. 실제로 엔진은 몇 와트 이상의 가시 출력을 생성하지 않는다.

이온 추진 우주선은 여전히 일부 심우주 항행 우주 적응 인간 파생 클레이드들, 특히 울부짖는 하늘(Howling Sky), 리할, 그리고 Kruger 60 A 근처의 이미로디 클레이드, 그리고 36 Ophiuchi4 / C - CD-32 13297 - CD-34 11626 지역의 자인 베타 클레이드가 사용한다. 그러나 은하 문명의 중심이 아비도스 (Xi Ursae Majoris A-II), Merrion (Alpha Mensae XII), 켄 페르지크, Alexandria, 그리고 Eta 궁수자리(Sagittarius)와 같은 거대한 제국, 무역, 지식 수도로 이동하면서, 이 지역에서 여전히 활동하는 우주 적응 인간, 배경자(Backgrounder), 제넨 클레이드들의 활동은 점점 덜 알려지고 있다.

관련 문서
관련 주제
개발 노트
글: M. Alan KazlevSteve Bowers
최초 게시일: 2008년 12월 3일.

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