Reaction engine
પ્રતિક્રિયા એન્જિન એ એક એન્જિન અથવા મોટર છે જે ન્યૂટનના ગતિના ત્રીજા નિયમ અનુસાર પ્રતિક્રિયા સમૂહ (પ્રતિક્રિયા પ્રોપલ્શન) ને બહાર કાઢીને દબાણ ઉત્પન્ન કરે છે. ગતિનો આ નિયમ સામાન્ય રીતે આ રીતે ભાષાંતર કરવામાં આવે છેઃ "દરેક ક્રિયા બળ માટે એક સમાન, પરંતુ વિરુદ્ધ, પ્રતિક્રિયા બળ હોય છે". ઉદાહરણોમાં જેટ એન્જિન, રોકેટ એન્જિન, પંપ-જેટ અને હોલ ઇફેક્ટ થ્રસ્ટર્સ, આયન ડ્રાઇવ્સ, માસ ડ્રાઇવર્સ અને ન્યુક્લિયર પલ્સ પ્રોપલ્શન જેવી વધુ અસામાન્ય વિવિધતાઓનો સમાવેશ થાય છે. પ્રતિક્રિયા એન્જિનની શોધનું શ્રેય રોમાનિયન શોધક એલેક્ઝાન્ડ્રુ સિઉર્કુ અને ફ્રેન્ચ પત્રકારને આપવામાં આવ્યું છે. ઊર્જાનો ઉપયોગ પ્રોપલ્સિવ કાર્યક્ષમતા ઓન-બોર્ડ પ્રોપેલન્ટ (જેમ કે રોકેટ એન્જિન અને ઇલેક્ટ્રિક પ્રોપલ્શન ડ્રાઇવ્સ) વહન કરતા તમામ પ્રતિક્રિયા એન્જિન માટે થોડી ઊર્જા પ્રતિક્રિયા સમૂહને વેગ આપવા માટે જવી જોઈએ. દરેક એન્જિન થોડી ઊર્જાનો બગાડ કરે છે, પરંતુ 100% કાર્યક્ષમતા ધારીને પણ, એન્જિનને ઊર્જાની જરૂર પડે છે (જ્યાં M એ ખર્ચવામાં આવેલા પ્રોપેલન્ટનો જથ્થો છે અને તે એક્ઝોસ્ટ વેગ છે), જે ફક્ત એક્ઝોસ્ટને વેગ આપવા માટેની ઊર્જા છે. રોકેટ સમીકરણ (જે દર્શાવે છે કે અંતિમ વાહનમાં કેટલી ઊર્જા સમાપ્ત થાય છે) અને ઉપરોક્ત સમીકરણ (જે કુલ જરૂરી ઊર્જા દર્શાવે છે) ની સરખામણી દર્શાવે છે કે 100% એન્જિન કાર્યક્ષમતા સાથે પણ, ચોક્કસપણે પૂરી પાડવામાં આવતી બધી ઊર્જા વાહનમાં સમાપ્ત થતી નથી-તેમાંથી કેટલીક, ખરેખર સામાન્ય રીતે તેમાંથી મોટાભાગની, એક્ઝોસ્ટની ગતિ ઊર્જા તરીકે સમાપ્ત થાય છે. જો ચોક્કસ આવેગ () નિશ્ચિત હોય, તો મિશન ડેલ્ટા-વી માટે, એક વિશિષ્ટ હોય છે જે રોકેટ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી એકંદર ઊર્જાને ઘટાડે છે. આ મિશન ડેલ્ટા-વીના લગભગ 2⁄3 એક્ઝોસ્ટ વેગ પર આવે છે (રોકેટ સમીકરણમાંથી ગણવામાં આવેલી ઊર્જા જુઓ). આયોન થ્રસ્ટર્સ જેવા ઉચ્ચ અને સ્થિર બંને પ્રકારના ચોક્કસ આવેગવાળા ડ્રાઇવ્સમાં એક્ઝોસ્ટ વેગ હોય છે જે આ આદર્શ કરતાં ખૂબ વધારે હોઈ શકે છે, અને આમ પાવરસોર્સ મર્યાદિત થાય છે અને ખૂબ જ ઓછો જોર આપે છે. જ્યાં વાહનનું પ્રદર્શન પાવર મર્યાદિત હોય, દા. ત. જો સૌર ઉર્જા અથવા પરમાણુ ઉર્જાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો મોટા જથ્થાના કિસ્સામાં મહત્તમ પ્રવેગક તેના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. તેથી જરૂરી ડેલ્ટા-વી સુધી પહોંચવાનો સમય આનુપાતિક છે. આમ બાદમાં ખૂબ મોટી ન હોવી જોઈએ. બીજી બાજુ, જો એક્ઝોસ્ટના વેગમાં ફેરફાર કરી શકાય જેથી દરેક ક્ષણે તે વાહનના વેગની બરાબર અને વિરુદ્ધ હોય, તો સંપૂર્ણ લઘુત્તમ ઊર્જાનો વપરાશ પ્રાપ્ત થાય છે. જ્યારે આ પ્રાપ્ત થાય છે, ત્યારે એક્ઝોસ્ટ અવકાશમાં અટકી જાય છે અને તેમાં કોઈ ગતિ ઊર્જા હોતી નથી; અને પ્રોપલ્સિવ કાર્યક્ષમતા એ 100% છે કે બધી ઊર્જા વાહનમાં સમાપ્ત થાય છે (સિદ્ધાંતમાં આવી ડ્રાઇવ 100% કાર્યક્ષમ હશે, વ્યવહારમાં ડ્રાઇવ સિસ્ટમની અંદરથી થર્મલ નુકસાન અને એક્ઝોસ્ટમાં શેષ ગરમી હશે). જો કે, મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં આ પ્રોપેલન્ટની અવ્યવહારુ માત્રાનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ તે એક ઉપયોગી સૈદ્ધાંતિક વિચારણા છે. કેટલાક ડ્રાઇવ્સ (જેમ કે વીએએસઆઈએમઆર અથવા ઇલેક્ટ્રોડલેસ પ્લાઝ્મા થ્રસ્ટર) વાસ્તવમાં તેમના એક્ઝોસ્ટ વેગમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કરી શકે છે. આ પ્રોપેલન્ટનો ઉપયોગ ઘટાડવામાં અને ઉડાનના વિવિધ તબક્કે પ્રવેગમાં સુધારો કરવામાં મદદ કરી શકે છે. જો કે, શ્રેષ્ઠ ઊર્જાસભર પ્રદર્શન અને પ્રવેગક ત્યારે પણ પ્રાપ્ત થાય છે જ્યારે એક્ઝોસ્ટ વેગ વાહનની ગતિની નજીક હોય. સૂચિત આયન અને પ્લાઝ્મા ડ્રાઇવ્સમાં સામાન્ય રીતે તે આદર્શ કરતાં ખૂબ જ વધારે એક્ઝોસ્ટ વેગ હોય છે (વેસિમ્રના કિસ્સામાં સૌથી ઓછી ટાંકવામાં આવેલી ઝડપ પૃથ્વીની ઉચ્ચ ભ્રમણકક્ષાથી મંગળ સુધી લગભગ 4 કિમી/સેકન્ડના મિશન ડેલ્ટા-વીની સરખામણીમાં લગભગ 15 કિમી/સેકન્ડ છે). ઉદાહરણ તરીકે, કોઈ મિશન માટે, ગ્રહ પરથી પ્રક્ષેપણ કરતી વખતે અથવા તેના પર ઉતરાણ કરતી વખતે, ગુરુત્વાકર્ષણીય આકર્ષણ અને કોઈપણ વાતાવરણીય ખેંચાણની અસરોને બળતણનો ઉપયોગ કરીને દૂર કરવી આવશ્યક છે. આ અને અન્ય અસરોની અસરોને અસરકારક મિશન ડેલ્ટા-વીમાં જોડવી લાક્ષણિક છે. ઉદાહરણ તરીકે, પૃથ્વીની નીચી ભ્રમણકક્ષામાં પ્રક્ષેપણ મિશન માટે લગભગ 9.3-10 km/s ડેલ્ટા-v ની જરૂર પડે છે. આ મિશન ડેલ્ટા-વિ સામાન્ય રીતે કમ્પ્યુટર પર આંકડાકીય રીતે સંકલિત હોય છે. ચક્ર કાર્યક્ષમતા તમામ પ્રતિક્રિયા એન્જિન કેટલીક ઊર્જા ગુમાવે છે, મોટે ભાગે ગરમી તરીકે. વિવિધ પ્રતિક્રિયા એન્જિનમાં વિવિધ કાર્યક્ષમતા અને નુકસાન હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, રોકેટ એન્જિન પ્રોપેલન્ટને વેગ આપવાની દ્રષ્ટિએ 60-70% ઊર્જા કાર્યક્ષમ હોઈ શકે છે. બાકીનું મુખ્યત્વે એક્ઝોસ્ટમાં ગરમી અને થર્મલ કિરણોત્સર્ગ તરીકે ખોવાઈ જાય છે. ઓબેર્થ અસર પ્રતિક્રિયા એન્જિન વધુ ઊર્જા કાર્યક્ષમ હોય છે જ્યારે તેઓ તેમના પ્રતિક્રિયા જથ્થાને બહાર કાઢે છે જ્યારે વાહન ઊંચી ઝડપે મુસાફરી કરે છે. આનું કારણ એ છે કે ઉત્પન્ન થતી ઉપયોગી યાંત્રિક ઊર્જા માત્ર બળ ગુણ્યા અંતર છે, અને જ્યારે વાહન ચાલે છે ત્યારે દબાણ બળ ઉત્પન્ન થાય છે, ત્યારેઃ જ્યાં F એ બળ છે અને d એ ખસેડાયેલ અંતર છે. ગતિના સમયની લંબાઈ દ્વારા વિભાજીત કરવાથી આપણને મળે છેઃ તેથીઃ જ્યાં P એ ઉપયોગી શક્તિ છે અને v એ ઝડપ છે. તેથી, વી શક્ય તેટલું ઊંચું હોવું જોઈએ, અને સ્થિર એન્જિન કોઈ ઉપયોગી કાર્ય કરતું નથી. ડેલ્ટા-વી અને પ્રોપેલન્ટ મુક્ત અવકાશમાં સીધી રેખામાં એન્જિન દ્વારા અવકાશયાનના સંપૂર્ણ ઉપયોગી પ્રોપેલન્ટને બહાર કાઢવાથી વાહનમાં ચોખ્ખો વેગ ફેરફાર થશે; આ સંખ્યાને ડેલ્ટા-વી () કહેવામાં આવે છે. જો એક્ઝોસ્ટ વેગ સ્થિર હોય તો રોકેટ સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને વાહનની કુલ ગણતરી કરી શકાય છે, જ્યાં M એ પ્રોપેલન્ટનું દળ છે, P એ પેલોડનું દળ છે (રોકેટ માળખા સહિત), અને રોકેટ એક્ઝોસ્ટનો વેગ છે. આને સિયોલકોવ્સ્કી રોકેટ સમીકરણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છેઃ ઐતિહાસિક કારણોસર, ઉપર ચર્ચા કર્યા મુજબ, કેટલીકવાર રોકેટની ચોક્કસ આવેગ ક્યાં છે, સેકન્ડોમાં માપવામાં આવે છે, અને તે દરિયાની સપાટી પર ગુરુત્વાકર્ષણીય પ્રવેગ છે. ઉચ્ચ ડેલ્ટા-વી મિશન માટે, અવકાશયાનનું મોટાભાગનું દળ પ્રતિક્રિયા દળ હોવું જરૂરી છે. કારણ કે રોકેટે તેના તમામ પ્રતિક્રિયા સમૂહને વહન કરવું આવશ્યક છે, શરૂઆતમાં ખર્ચવામાં આવેલ મોટાભાગનો પ્રતિક્રિયા સમૂહ પેલોડને બદલે પ્રતિક્રિયા સમૂહને વેગ આપવા તરફ જાય છે. જો રોકેટમાં દળ P નું પેલોડ હોય, તો અવકાશયાને તેના વેગને બદલવાની જરૂર છે, અને રોકેટ એન્જિનમાં પ્રવાહ વેગ વી હોય છે, તો પછી પ્રતિક્રિયા દળ એમ જે જરૂરી છે તેની ગણતરી રોકેટ સમીકરણ અને સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છેઃ વી કરતા ઘણા નાના માટે, આ સમીકરણ આશરે રેખીય છે, અને ઓછા પ્રતિક્રિયા દળની જરૂર છે. જો વી સાથે તુલનાત્મક હોય, તો સંયુક્ત પેલોડ અને માળખા (જેમાં એન્જિન, ઇંધણ ટાંકી વગેરેનો સમાવેશ થાય છે) કરતાં લગભગ બમણું બળતણ હોવું જરૂરી છે. આ ઉપરાંત, વૃદ્ધિ ઘાતાંકીય છે; એક્ઝોસ્ટ વેગ કરતાં ઘણી વધારે ઝડપે પેલોડ અને માળખાકીય સમૂહ માટે બળતણ સમૂહના ખૂબ ઊંચા ગુણોત્તરની જરૂર પડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કોઈ મિશન માટે, ગ્રહ પરથી પ્રક્ષેપણ કરતી વખતે અથવા તેના પર ઉતરાણ કરતી વખતે, ગુરુત્વાકર્ષણીય આકર્ષણ અને કોઈપણ વાતાવરણીય ખેંચાણની અસરોને બળતણનો ઉપયોગ કરીને દૂર કરવી આવશ્યક છે. આ અને અન્ય અસરોની અસરોને અસરકારક મિશન ડેલ્ટા-વીમાં જોડવી લાક્ષણિક છે. ઉદાહરણ તરીકે, પૃથ્વીની નીચી ભ્રમણકક્ષામાં પ્રક્ષેપણ મિશન માટે લગભગ 9.3-10 km/s ડેલ્ટા-v ની જરૂર પડે છે. આ મિશન ડેલ્ટા-વિ સામાન્ય રીતે કમ્પ્યુટર પર આંકડાકીય રીતે સંકલિત હોય છે. ઓબેર્થ અસર જેવી કેટલીક અસરો માત્ર રોકેટ જેવા ઉચ્ચ થ્રસ્ટ એન્જિન દ્વારા નોંધપાત્ર રીતે ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે; એટલે કે, એવા એન્જિન કે જે ઉચ્ચ જી-બળ (એકમ દળ દીઠ થ્રસ્ટ, એકમ સમય દીઠ ડેલ્ટા-વી બરાબર) ઉત્પન્ન કરી શકે છે. ઊર્જા આદર્શ કિસ્સામાં ઉપયોગી પેલોડ છે અને પ્રતિક્રિયા સમૂહ છે (આ ખાલી ટાંકીઓને અનુરૂપ છે જેમાં કોઈ સમૂહ નથી, વગેરે). જરૂરી ઊર્જાની ગણતરી સરળતાથી કરી શકાય છે કારણ કે આ ગતિ ઊર્જાને અનુરૂપ છે જે બહાર કાઢવામાં આવેલી પ્રતિક્રિયાના જથ્થામાં એક્ઝોસ્ટ ઝડપની સમાન ઝડપે હશે. જો પ્રતિક્રિયા દળને શૂન્ય ગતિથી એક્ઝોસ્ટ ગતિ સુધી વેગ આપવો પડે, તો ઉત્પાદિત બધી ઊર્જા પ્રતિક્રિયા દળમાં જશે અને રોકેટ અને પેલોડ દ્વારા ગતિ ઊર્જા લાભ માટે કંઈ જ બચશે નહીં. જો કે, જો રોકેટ પહેલેથી જ આગળ વધે છે અને વેગ આપે છે (પ્રતિક્રિયાના જથ્થાને રોકેટ જે દિશામાં આગળ વધે છે તેની વિરુદ્ધ દિશામાં બહાર કાઢવામાં આવે છે) તો પ્રતિક્રિયાના જથ્થામાં ઓછી ગતિ ઊર્જા ઉમેરવામાં આવે છે. આ જોવા માટે, જો, ઉદાહરણ તરીકે, = 10 કિમી/સેકન્ડ અને રોકેટની ઝડપ 3 કિમી/સેકન્ડ હોય, તો પછી થોડી માત્રામાં ખર્ચવામાં આવેલી પ્રતિક્રિયા દળની ઝડપ 3 કિમી/સેકન્ડથી આગળ 7 કિમી/સેકન્ડ પાછળની તરફ બદલાય છે. આમ, જો કે જરૂરી ઊર્જા 50 એમજે પ્રતિ કિલોગ્રામ પ્રતિક્રિયા દળ છે, પ્રતિક્રિયા સમૂહની ગતિમાં વધારો કરવા માટે માત્ર 20 એમજેનો ઉપયોગ થાય છે. બાકીના 30 એમજે એ રોકેટ અને પેલોડની ગતિ ઊર્જામાં વધારો છે. સામાન્ય રીતેઃ આમ કોઈપણ નાના સમય અંતરાલમાં રોકેટનો ચોક્કસ ઊર્જા લાભ એ બાકી રહેલા બળતણ સહિત રોકેટનો ઊર્જા લાભ છે, જેને તેના દળ દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે, જ્યાં ઊર્જા લાભ બળતણ દ્વારા ઉત્પાદિત ઊર્જા માઇનસ પ્રતિક્રિયા દળના ઊર્જા લાભની બરાબર હોય છે. રોકેટની ઝડપ જેટલી મોટી હશે, પ્રતિક્રિયા દળનો ઊર્જા લાભ તેટલો ઓછો હશે; જો રોકેટની ઝડપ એક્ઝોસ્ટ ઝડપના અડધાથી વધુ હોય તો પ્રતિક્રિયા દળ બહાર નીકળ્યા પછી ઊર્જા પણ ગુમાવે છે, જે રોકેટની ઊર્જા લાભના લાભ માટે છે; રોકેટની ઝડપ જેટલી મોટી હશે, પ્રતિક્રિયા દળની ઊર્જા ખોટ તેટલી મોટી હશે. આપણી પાસે રોકેટની ચોક્કસ ઊર્જા ક્યાં છે (સંભવિત વત્તા ગતિ ઊર્જા) અને તે એક અલગ ચલ છે, માત્ર તેમાં ફેરફાર નથી. મંદી માટે રોકેટનો ઉપયોગ કરવાના કિસ્સામાં; એટલે કે, વેગની દિશામાં પ્રતિક્રિયા દળને બહાર કાઢવું, નકારાત્મક લેવું જોઈએ. સૂત્ર ફરીથી આદર્શ કેસ માટે છે, જેમાં ગરમી વગેરે પર કોઈ ઊર્જા ગુમાવવી પડતી નથી. બાદમાં દબાણમાં ઘટાડો થાય છે, તેથી જ્યારે ઉદ્દેશ ઊર્જા ગુમાવવાનો હોય ત્યારે પણ તે ગેરલાભ છે (મંદી). જો ઊર્જા રાસાયણિક રોકેટની જેમ દળ દ્વારા જ ઉત્પન્ન થાય છે, તો બળતણનું મૂલ્ય હોવું જોઈએ, જ્યાં બળતણ મૂલ્ય માટે પણ ઓક્સિડાઇઝરનું દળ ધ્યાનમાં લેવું પડશે. એક લાક્ષણિક મૂલ્ય = 4.5 કિમી/સેકન્ડ છે, જે 10.1MJ/kg ના બળતણ મૂલ્યને અનુરૂપ છે. વાસ્તવિક બળતણ મૂલ્ય વધારે છે, પરંતુ મોટાભાગની ઊર્જા એક્ષૉસ્ટમાં નકામા ગરમી તરીકે ખોવાઈ જાય છે જે નોઝલ બહાર કાઢવામાં અસમર્થ હતી. જરૂરી ઊર્જા નિષ્કર્ષ છેઃ કારણ કે આપણી પાસે આપેલ માટે, જો ઊર્જાની જરૂર હોય તો લઘુત્તમ ઊર્જાની જરૂર પડે છે. નિશ્ચિત દિશામાં પ્રવેગના કિસ્સામાં, અને શૂન્ય ગતિથી શરૂ કરીને, અને અન્ય દળોની ગેરહાજરીમાં, આ 54.4% પેલોડની માત્ર અંતિમ ગતિ ઊર્જા કરતાં વધુ છે. આ શ્રેષ્ઠ કિસ્સામાં પ્રારંભિક દળ અંતિમ દળ કરતાં 4.92 ગણું વધારે છે. આ પરિણામો નિશ્ચિત એક્ઝોસ્ટ ઝડપ માટે લાગુ પડે છે. ઓબેર્થ અસરને કારણે અને બિન-શૂન્ય ગતિથી શરૂ કરીને, પ્રોપેલન્ટમાંથી જરૂરી સંભવિત ઊર્જા વાહન અને પેલોડમાં ઊર્જામાં વધારો કરતાં ઓછી હોઈ શકે છે. આવું ત્યારે થઈ શકે છે જ્યારે પ્રતિક્રિયા સમૂહને બહાર કાઢ્યા પછી તેની ઝડપ પહેલા કરતા ઓછી હોય-રોકેટ પ્રોપેલન્ટની કેટલીક અથવા તમામ પ્રારંભિક ગતિ ઊર્જાને મુક્ત કરવામાં સક્ષમ હોય છે. ઉપરાંત, આપેલ ઉદ્દેશ માટે જેમ કે એક ભ્રમણકક્ષામાંથી બીજી ભ્રમણકક્ષામાં જવા માટે, જરૂરી એન્જિન જે દરે ઉત્પાદન કરી શકે છે તેના પર ઘણો આધાર રાખી શકે છે અને જો તે દર ખૂબ ઓછો હોય તો દાવપેચ અશક્ય પણ હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પૃથ્વીની નીચી ભ્રમણકક્ષા (LEO) માં પ્રક્ષેપણ માટે સામાન્ય રીતે ca ની જરૂર પડે છે. 9. 5 કિમી/સેકન્ડ (મોટે ભાગે ઝડપ મેળવવા માટે), પરંતુ જો એન્જિન જી કરતા સહેજ વધુના દરે ઉત્પાદન કરી શકે, તો તે ધીમું પ્રક્ષેપણ હશે જેમાં એકંદરે ખૂબ મોટી જરૂર પડશે (ઝડપ અથવા ઊંચાઈમાં કોઈ પ્રગતિ કર્યા વિના ફરવાનું વિચારો, તેનો ખર્ચ દરેક સેકન્ડમાં 9.8 મીટર/સેકન્ડ થશે). જો સંભવિત દર માત્ર અથવા ઓછો હોય, તો આ એન્જિન સાથે દાવપેચ ચલાવી શકાતો નથી. જોર ક્યાં છે અને તેના કારણે પ્રવેગ દ્વારા શક્તિ આપવામાં આવે છે. આમ સૈદ્ધાંતિક રીતે એકમ શક્તિ દીઠ શક્ય દબાણ 2 ને m/s માં ચોક્કસ આવેગ દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે. થ્રસ્ટ કાર્યક્ષમતા એ આની ટકાવારી તરીકે વાસ્તવિક થ્રસ્ટ છે. જો, દા. ત., સૌર ઉર્જાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો આ પ્રતિબંધિત કરે છે; મોટા કિસ્સામાં સંભવિત પ્રવેગક તેની વિરુદ્ધ પ્રમાણસર હોય છે, તેથી જરૂરી ડેલ્ટા-વી સુધી પહોંચવાનો સમય પ્રમાણસર છે; 100% કાર્યક્ષમતા સાથેઃ કારણ કે આપણી પાસે ઉદાહરણો છેઃ પાવર, 1000W; દળ, 100 કિલોગ્રામ; = 5 કિમી/સેકન્ડ, = 16 કિમી/સેકન્ડ, 1.5 મહિના લે છે. પાવર, 1000W; દળ, 100 કિલોગ્રામ; = 5 કિમી/સેકન્ડ, = 50 કિમી/સેકન્ડ, 5 મહિના લે છે. તેથી તે ખૂબ મોટી ન હોવી જોઈએ. પાવર ટુ થ્રસ્ટ રેશિયો પાવર ટુ થ્રસ્ટ રેશિયો સરળ છેઃ આમ કોઈપણ વાહન પાવર પી માટે, જે થ્રસ્ટ પ્રદાન કરી શકાય છે તે છેઃ ઉદાહરણ તરીકે ધારો કે 10,000 કિલોગ્રામનું સ્પેસ પ્રોબ મંગળ ગ્રહ પર મોકલવામાં આવશે. હોહમેન ટ્રાન્સફર ઓર્બિટનો ઉપયોગ કરીને LEO માટે આશરે 3000 મીટર/સેકન્ડની જરૂર પડે છે. દલીલ માટે, ધારો કે નીચેના થ્રસ્ટર્સ ઉપયોગમાં લેવાના વિકલ્પો છેઃ અવલોકન કરો કે વધુ બળતણ-કાર્યક્ષમ એન્જિન ઘણા ઓછા બળતણનો ઉપયોગ કરી શકે છે; કેટલાક એન્જિન માટે તેમનું દળ લગભગ નગણ્ય છે (પેલોડના દળ અને એન્જિનની સરખામણીમાં). જો કે, આ માટે મોટી માત્રામાં ઊર્જાની જરૂર પડે છે. પૃથ્વી પ્રક્ષેપણ માટે, એન્જિનને એકથી વધુ વજનના ગુણોત્તરમાં દબાણની જરૂર પડે છે. આયન અથવા વધુ સૈદ્ધાંતિક વિદ્યુત ડ્રાઇવ્સ સાથે આવું કરવા માટે, એન્જિનને એક થી અનેક ગીગાવોટ વીજળી પૂરી પાડવી પડશે, જે મુખ્ય મેટ્રોપોલિટન જનરેટિંગ સ્ટેશનની સમકક્ષ છે. ટેબલ પરથી જોઈ શકાય છે કે વર્તમાન ઉર્જા સ્ત્રોતો સાથે આ સ્પષ્ટ રીતે અવ્યવહારુ છે. વૈકલ્પિક અભિગમોમાં લેસર પ્રોપલ્શનના કેટલાક સ્વરૂપોનો સમાવેશ થાય છે, જ્યાં પ્રતિક્રિયા સમૂહ તેને વેગ આપવા માટે જરૂરી ઊર્જા પ્રદાન કરતું નથી, તેના બદલે ઊર્જા બાહ્ય લેસર અથવા અન્ય બીમ સંચાલિત પ્રોપલ્શન સિસ્ટમમાંથી પૂરી પાડવામાં આવે છે. આમાંની કેટલીક વિભાવનાઓના નાના નમૂનાઓ ઉડી ગયા છે, જો કે ઇજનેરી સમસ્યાઓ જટિલ છે અને જમીન આધારિત વીજ પ્રણાલીઓ ઉકેલાયેલી સમસ્યા નથી. તેના બદલે, ઘણું નાનું, ઓછું શક્તિશાળી જનરેટર સામેલ કરી શકાય છે જે જરૂરી કુલ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવામાં ઘણો વધુ સમય લેશે. આ ઓછી શક્તિ માત્ર પ્રતિ સેકન્ડ થોડી માત્રામાં બળતણને વેગ આપવા માટે પૂરતી છે, અને પૃથ્વી પરથી પ્રક્ષેપણ માટે અપૂરતી હશે. જો કે, ભ્રમણકક્ષામાં લાંબા સમય સુધી જ્યાં કોઈ ઘર્ષણ નથી, ત્યાં વેગ આખરે પ્રાપ્ત થશે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્માર્ટ-1 ને ચંદ્ર સુધી પહોંચવામાં એક વર્ષ કરતાં વધુ સમય લાગ્યો હતો, જ્યારે રાસાયણિક રોકેટમાં તે થોડા દિવસો લે છે. કારણ કે આયન ડ્રાઇવને ઘણું ઓછું બળતણની જરૂર હોય છે, કુલ શરૂ કરાયેલ દળ સામાન્ય રીતે ઓછું હોય છે, જે સામાન્ય રીતે એકંદર ખર્ચમાં ઓછું પરિણમે છે, પરંતુ મુસાફરીમાં વધુ સમય લાગે છે. તેથી મિશન આયોજનમાં વારંવાર પ્રોપલ્શન સિસ્ટમને સમાયોજિત કરવા અને પસંદ કરવાનો સમાવેશ થાય છે જેથી પ્રોજેક્ટની કુલ કિંમત ઘટાડી શકાય, અને તેમાં પ્રક્ષેપણ ખર્ચનો વેપાર અને પેલોડ અપૂર્ણાંક સામે મિશનનો સમયગાળો સામેલ હોઈ શકે છે. પ્રતિક્રિયા એન્જિનના પ્રકારો રોકેટ જેવા રોકેટ એન્જિન આયન થ્રસ્ટર એરબ્રેથિંગ ટર્બોજેટ ટર્બોફેન પલ્સજેટ રામજેટ સ્ક્રમજેટ લિક્વિડ પંપ-જેટ રોટરી એઓલિપાઇલ સોલિડ એક્ઝોસ્ટ માસ ડ્રાઈવર પણ જુઓ આંતરિક દહન એન્જિન જેટ ફોર્સ જેટ પ્રોપલ્શન પ્લાઝ્મા ભૌતિકશાસ્ત્રના લેખોની સૂચિ થ્રસ્ટર (અસ્પષ્ટતા) નોંધો સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ લોકપ્રિય વિજ્ઞાન મે 1945 એન્જિન ટેકનોલોજી એરોસ્પેસ એન્જિનિયરિંગ ફ્રેન્ચ શોધો રોમાનિયન શોધો