Je elektrická kapesní raketa lepší než plynová?

Elektrické a plynové raketové motory mají zřetelné výhody a nevýhody, takže je obtížné definitivně prohlásit, že jeden je univerzálně lepší než druhý. Při porovnávání elektrických a plynových raket je třeba vzít v úvahu několik klíčových faktorů:

1. Účinnost: Elektrické raketové motory jsou obecně účinnější než rakety na plyn. Dokážou přeměnit elektrickou energii na kinetickou s účinností až 90 %. Oproti tomu rakety poháněné plynem mají obvykle účinnost kolem 50 %. Tato vyšší účinnost znamená, že elektrické rakety vyžadují méně energie k vytvoření stejného množství tahu ve srovnání s raketami na plyn.

2. Pohonná látka: Elektrické rakety používají jako pohon elektřinu, zatímco rakety poháněné plynem používají kombinaci paliva a okysličovadla. Tento rozdíl má několik důsledků. Za prvé, elektrické rakety mohou operovat ve vakuu vesmíru, aniž by musely nést velké množství paliva a okysličovadla, díky čemuž jsou kompaktnější a lehčí. Za druhé, elektrické rakety mohou potenciálně využívat různé pohonné látky, včetně slunečního záření a plazmy, zatímco plynové rakety jsou omezeny na konkrétní kombinace paliva a oxidantu.

3. Tah: Plynové rakety obvykle produkují vyšší úrovně tahu ve srovnání s elektrickými raketami. Je to proto, že rakety poháněné plynem mohou generovat velké množství tahu rychle expandujícími horkými plyny. Elektrické rakety na druhé straně produkují nižší úrovně tahu kvůli postupnému urychlování iontů nebo plazmatu pomocí elektrických polí. Elektrické rakety však mohou fungovat nepřetržitě po delší dobu, což jim umožňuje akumulovat vysoké rychlosti v průběhu času.

4. Specifický impuls: Specifický impuls (Isp) je měřítkem účinnosti raketového motoru ve smyslu množství tahu, který produkuje, ve srovnání s množstvím paliva, které používá. Elektrické rakety mají obecně vyšší hodnoty specifického impulsu ve srovnání s raketami na plyn. To znamená, že elektrické rakety mohou produkovat větší tah při stejném množství pohonné látky, což je činí efektivnějšími pro mise, které vyžadují vysokou spotřebu paliva, jako jsou dlouhodobé lety vesmírem nebo přesuny mezi vzdálenými orbitami.

5. Aplikace: Elektrické rakety jsou zvláště vhodné pro mise vyžadující přesné řízení, jako je určování polohy a manévrování satelitů, stejně jako pro mise v hlubokém vesmíru, kde je rozhodující vysoký specifický impuls. Jsou stále důležitější v úkolech, jako je zvyšování oběžné dráhy, kontrola polohy a meziplanetární cestování.

6. Cena a složitost: Elektrické raketové motory jsou obecně složitější na stavbu a vyžadují sofistikované energetické systémy, takže jsou dražší než rakety poháněné plynem. S technologickým pokrokem a klesajícími výrobními náklady jsou však elektrické raketové motory stále ekonomičtější.

Stručně řečeno, zatímco elektrické raketové motory nabízejí výhody, jako je vyšší účinnost, všestrannost pohonné hmoty a vysoký specifický impuls, rakety poháněné plynem vynikají z hlediska tahu a jednoduchosti. Volba mezi těmito dvěma typy raket závisí na konkrétních požadavcích mise s ohledem na faktory, jako je účinnost, tah, pohonné látky, provozní složitost a nákladová efektivita.