Rejilla de 4 etapas de doble etapa

El propulsor iónico electrostático ^de doble etapa y cuatro rejillas (DS4G) fue desarrollado por la Agencia Espacial Europea [ ^{1 ]} en colaboración con la Universidad Nacional de Australia ^{[ 2 ]} . El diseño fue derivado por D. Fern a partir de experimentos de reactores termonucleares controlados que utilizan un mecanismo de cuatro rejillas para acelerar haces de iones.

Se proyecta que un propulsor iónico de 4 rejillas con solo 0,2 m de diámetro absorba 250  kW de potencia. Con esa tasa de entrada de energía, el propulsor podría producir un empuje de 2,5 N. El impulso específico (una medida de la eficiencia del combustible ) podría alcanzar 19 300 s a una velocidad de escape de 210  km/s si se utilizara propulsor de xenón . ^{[ 3 ]} Las densidades de potencia y empuje potencialmente alcanzables extenderían sustancialmente la absorción de potencia de los propulsores iónicos actuales a mucho más de 100  kW. Estas características facilitan el desarrollo de propulsores iónicos que pueden generar velocidades extraordinariamente altas. ^{[ 3 ]}

Al igual que con conceptos de propulsores como VASIMR , los propulsores iónicos de doble etapa y cuatro rejillas están limitados principalmente por el suministro de energía necesario para su funcionamiento. Por ejemplo, si los paneles solares suministraran más de 250  kW, el tamaño del conjunto solar superaría el de los paneles solares de la Estación Espacial Internacional . Para proporcionar 250  kW con generadores de radioisótopos Stirling se necesitarían aproximadamente 17  toneladas de plutonio-238 (de las cuales las reservas de EE. UU. en 2013 no superaban los 20  kg ^{[ 4 ]} ), por lo que se necesitaría un reactor termonuclear.

• impulso específico