パルスプラズマスラスタ
ほとんどのPPTは、推進剤に固体材料(通常は ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) )を使用するが、液体または気体の推進剤を使用するものはほとんどない。 PPT動作の最初の段階では、燃料内で電弧 が発生し、燃料のアブレーションと昇華を引き起こします。このアークによって生成された熱により、結果として生じるガスがプラズマに変わり、それによって帯電したガス雲が作成される。アブレーションの力により、プラズマは2つの帯電したプレート(アノードとカソード)の間を低速で進む。プラズマが帯電しているため、燃料は2つのプレート間の回路を効果的に完成させ、プラズマに電流を流すことができる。この電子の流れは強力な電磁場を生成し、それがプラズマにローレンツ力を及ぼし、プラズマをPPT排気から高速で加速する。その動作はレールガンに似ている。パルスは、燃料の各バーストに続いてプレートを再充電するために必要な時間、および各アーク間の時間のために発生する。パルスの周波数は通常非常に高いため、ほぼ連続的で滑らかな推力を生成する。推力が非常に低い間、PPTは長期間連続して動作することができ、大きな最終速度を生み出す。
各パルスで使用されるエネルギーはコンデンサに蓄えられる。各コンデンサの放電間の時間を変えることにより、PPTの推力と消費電力を変えることができ、システムの多様な使用を可能にする。
m 0 {\displaystyle m_{0}} は推進剤を含む初期の総質量
m 1 {\displaystyle m_{1}} は最終的な総質量
PPTは、化学推進エンジンよりもはるかに高い排気速度を持つが、燃料流量ははるかに小さい。上記のツィオルコフスキー方程式から、これは推進された航空機の比例してより高い最終速度をもたらす。 PPTの排気速度は数十km / sの範囲に収まるが、従来の化学推進力は2〜4.5 km / sの範囲の熱運動速度を生成する。 この低い熱速度のために、化学推進ユニットは、より高い車両速度で指数関数的に効果が低くなり、PPTなどの電気宇宙船推進の使用を必要とする。したがって、PPTなどの電気推進システムを使用して20〜70 km / s の範囲の高い惑星間速度を生成できる。
2000年に飛行したNASAの研究PPTは13.7km / sの排気速度を達成した。 推力は860 μN、消費電力は70W。