Тяга двигателя пропорциональна расходу рабочего тела (сколько килограмм в секунду его выбрасывается) и скорости, с которой оно вылетает из двигателя. Так вот для ионных двигателей скорость истечения вполне себе ничего, десятки км/с, но вот расход...
Ну давайте представим, что там каждую секунду выбрасывается килограмм рабочего вещества. Обычно используется ксенон. Молекулярный вес ксенона 131, так что это 1 кг - это 7 молей с денежкой. Допустим, что весь этот газ однократно ионизирован (что ионизирован весь - и так понятно, потому что нейтральные атомы не выбрасываются). 1 моль - это число Авогадро атомов, 7 молей, таким образом, - это примерно 4.25*10^24 атомов. Если заряд каждого атома равен 1,6*10^-19 Кл, то полный ток при расходе в 1 кг/с составит, как нетрудно сосчитать, примерно 675 тыс. ампер. Это не то что до хрена, это... до хренища.
И это, заметьте, для однократно ионизированных атомов. А ведь двукратная и трёхратная ионизация даже выгоднее, потому что при данной разности потенциалов ионы приобретают бóльшую энергию и поэтому бóльшую скорость. Да и трудно обеспечить одинаковую для всех атомов степень ионизации.
Но даже это ещё не всё.
Разность потенциалов в ионных двигателях - несколько десятков киловольт. До 50 кВ. Ну пусть даже 10 кВ. Вот эти десятки киловольт должны порождать ток в сотни тысяч ампер. А теперь перемножьте 675 тыс. ампер на 10 тыс. вольт - сколько получится миллионов ватт мощности, которая потребна для того, чтоб вот эти амперы получались при вот этих вольтах?
Так что если поставить на такой корабль парочку Братских ГЭС - ну тогда наверное да, можно и килограмм ксенона за секунду выдуть. А если там реальные источники, на несколько сотен ватт, - увы. Просто не хватает мощности, чтоб обеспечить заметный расход рабочего тела...
