ナノ電気推進装置

ナノ電気推進装置は、電気浸透（電気浸透流とも呼ばれる）の原理に基づく理論的な宇宙推進システムです。高い比推力と高い推力対出力比、高い最終速度を実現し、幅広い用途に適しています。必要なカーボンナノチューブの製造が困難なため、実験テストはまだ開始されていません。^[1]

電気浸透または電気浸透流の原理は、ナノメートル範囲の非常に小さなチューブを通る電解質の流れを作成します。この流れを実現するために、電圧が印加されるチューブの端に陰極と陽極があります。この電圧により、チューブに直接接続されたリザーバーに貯蔵された電解質内のイオンを加速して放出することができます。このようにして、電気エネルギーは運動エネルギーに変換されます。 1 つのナノスラスタによって生成される推力の量はマイクロニュートンの範囲ですが、そのサイズを考えると、十分な推力を達成するには多数を配列することが理にかなっています。推力、イオンの出口速度、および電解質の質量流量は印加電圧の影響を受けるため、これらのパラメータを簡単に調整できます。印加電圧と電解質のpH 値(含まれるイオンの量) によっても、推力、効率、最大排出速度 (達成可能な最大飛行速度を決定) のバランスが変わります。理論上は、ほぼ100%の非常に高い効率^[2]と、高い比推力および高い推力対出力比を達成することも可能である。このシステムは、必要なナノチューブの製造が困難なため、まだ構築されておらず、実験的にテストされていない。^[1]

ナノ電気推進スラスタは、効率、比推力、排気速度、推力対出力比が非常に高いため、さまざまな用途に適しています。スラスタは複数のナノスラスタの配列から構成されているため、あらゆるサイズと推力範囲のスラスタを簡単に設計できます。これらの特性により、ナノ電気推進スラスタは優れた推力制御が可能になり、衛星などの小型宇宙船の操縦スラスタから惑星間または恒星間宇宙船の主要推進システムまで、幅広い宇宙船に適用できます。このシステムは、宇宙船の残りの部分を保護するための追加の熱シールドや放射線シールドも必要としないため、システム（燃料室を除く）は他の設計と比較して軽量です。^[1]

必要なカーボンナノチューブの製造は非常に高価であり、現在の製造方法では、製造されたカーボンナノチューブの表面欠陥の量が多く、効率が大幅に低下し、信頼性が低下します。この設計では、300〜500ボルトの範囲の高い電位差と、必要な液体電解質用の十分な貯蔵タンクも必要であり、システム全体の重量が増加します。^[1]