火箭發(fā)動機是火箭系統(tǒng)的核心裝備，傳統(tǒng)的火箭發(fā)動機將燃料的化學能轉(zhuǎn)化為機械能，主要用于助推火箭升空。而在太空中各類航天器和衛(wèi)星在校正位置、轉(zhuǎn)移軌道時，多數(shù)采用的是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的電推力火箭發(fā)動機。電推力火箭發(fā)動機工作原理與工作細節(jié)非常復雜，高中階段我們可以進行合理簡化進行討論。
（1）設(shè)某個以化學燃料提供動力的火箭飛行時在極短的時間Δt內(nèi)噴射燃氣的質(zhì)量是Δm,噴出的燃氣相對噴氣前火箭的速度大小是u,噴出燃氣后火箭的質(zhì)量是m。請你計算在經(jīng)過該次噴氣后火箭增加的速度Δv,并根據(jù)計算結(jié)果簡述火箭本身質(zhì)量對火箭加速性能的影響。
（2）某種航天器采用靜電式離子推力器作為動力，其原理可簡化如下：如圖1所示，核心裝置左側(cè)的電子槍發(fā)射出的高速電子將中性推進劑（如氙氣原子）電離，電離后的正離子被正、負極柵板間的強電場加速后與中和電子槍導出的電子重新中和成為高速粒子流并被噴出，從而使航天器獲得推進或姿態(tài)調(diào)整的反沖力。已知單個正離子的質(zhì)量為m,電荷量為q,正、負極柵板間加速電壓為U，從正、負柵極加速后的正離子所形成的等效電流為I，忽略離子間的相互作用力和電子能量的影響，且認為粒子噴射時航天器質(zhì)量不變。試求該發(fā)動機產(chǎn)生的平均推力的大?。?br />（3）2020年1月，我國首款20千瓦大功率電磁式霍爾推力器成功完成點火試驗，實現(xiàn)了我國霍爾電推力器推力從毫牛級向牛級的跨越。如圖2是某霍爾推力器的基本原理圖，霍爾推力器的電離區(qū)和加速區(qū)是合一的。其工作原理簡化如下：推力器的輔助裝置將右側(cè)陰極逸出（初速度極小）的一部分電子送入由軸向電場和環(huán)形徑向磁場構(gòu)成的放電工作室中，電子在洛倫茲力和電場力的共同作用下向左螺旋加速，與進入放電室的中性推進劑原子發(fā)生碰撞使其電離；正離子的質(zhì)量較大，它在磁場中的偏轉(zhuǎn)角度很小，其運動可視為在軸向電場力的作用下向右加速，出放電室后高速正離子與陰極導出的電子中和并被高速噴出，推進器由于反沖獲得推進動力。
設(shè)單位時間內(nèi)進入放電工作室的電子總數(shù)為N，加速后每個電子獲得的能量均為E₀，與中性推進劑發(fā)生碰撞的電子數(shù)占總電子數(shù)的80%，推進劑被電離后形成一價正離子，軸向電場加速區(qū)的電壓大小保持不變，且環(huán)形徑向磁場的分布穩(wěn)定，其余輔助裝置消耗的電能占總供電能量的10%，請根據(jù)以上情景提供的信息，求供電系統(tǒng)在單位時間內(nèi)提供的電能。