スラスターについて質問！ - 科学 - 教えて！goo

＞スラスターがあるとして、そのスラスターの噴射のon-offを
＞瞬時にするとしたらどのような機構をつけたら良いのでしょうか？

推進剤の供給をバルブでストップさせたり，
電気推進なら通電をＯＦＦにさせたりが考えられます．
電気回路や推進剤供給径の応答の遅れを見積もって，
それらの設計や，部品の選別を行って，許容範囲に持って行きます．

＞それと、１５ｔ近く出すスラスターを製作するとして
＞そのスラスターをコンパクトにするとしたらどのようにしたらよいでしょうか？

熱推進方式なら，プレナム（ノズルスロート部の直前）の温度と圧力を上げたり，
ノズルを最適化することで性能向上させることで，その分コンパクトには
なるかも知れません．
しかし，材料物性の制限があったり，それだけ頑丈に作らねばならないので
大きく重くなるかも．
それらを考えると，恐らくどこかに最適設計値があると思います．

非化学推進なら，印可する電圧や磁場の強度を上げたり，
投入するエネルギーを上げることで，推力は大きくなるでしょうが，
比推力や効率が低下することもありますし，電源系が重くなってしまう等，
これまたどこかに最適解があると思います．

ご質問のご意図からはずれますが，スラスタの場合，
推力も大切ですが，比推力や効率も考慮しなければなりません．
現状で，推力１５ｔを出せるのは，化学反応（主に燃焼反応）を用いた，
大型のロケットエンジンと，７０年代にアメリカで開発されていた
原子力（核分裂）ロケットくらいしかありません．
（共に，熱推進方式です．）

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宇宙推進で言いますと，大きく分けて３形態があります．
１．熱推進・電熱推進
２．静電推進
３．電磁推進

通常よく見るロケットや，人工衛星に搭載されてプシュップシュッと吹いているのは，
１の熱推進です．これは気体の熱エネルギーを，ノズルによって
運動エネルギーに変換して，ガスを高速で噴射し，推力を得るものです．
熱推進は，化学反応や状態変化と言う化学ポテンシャルの差異を
推力に変換すると言う点で，化学推進，と呼ばれています．

１の電熱推進や，２や３は，非化学推進と呼ばれるものがあります．
先の「はやぶさ」に搭載されたイオンエンジンや，
ＤＣアークジェット，ＭＰＤアークジェット，
或いは太陽熱推進，レーザー推進，マイクロ波推進・・・などがあります．

http://www.ep.isas.ac.jp/
http://www.nal.go.jp/sterc/jpn/indexLcf.html
http://www.al.t.u-tokyo.ac.jp/

などなどご参考に．

＞あともし，スラスター一機で１５ｔ近くの推進力を出そうとするなら
＞クラスター以外どんな方法があるのでしょうか？

１５ｔと言うことは，１５０ｋＮ程度の推力で，
これほど大きな推力を得るには，化学推進（液酸・液水エンジン等）を用いるしか，
今のところ手だてはありません．

効率や比推力を考慮せず，とりあえず推力だけを上記値に達成するだけなら，
投入エネルギーをめちゃくちゃ上げることで達成出来るかも知れませんが，
コスト的に非常に不利となるでしょう．
或いは，まだ理論の段階ですが，レーザー核融合推進とかの方法もあるでしょう．

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