Катод нагревается, и эмиттируемые электроны сквозь плазму летят к аноду, обеспечивая создание тока во внешней цепи. Разность напряжений возникает вследствие разницы в работах выхода поверхностей катода и анода. Плазма нейтрализует рост пространственного заряда и тем самым обеспечивает значительно больший ток, чем в обычных вакуумных диодных лампах.

Лабораторные эксперименты показали возможность получения мощности до 50 вт/см2, отнесенной к площади катода/ Это относительно высокая плотность мощности. Отсутствие вращающихся частей упрощает и облегчает оборудование Дополнительное снижение веса представляется возможным, если эта система будет работать при высокой температуре анода. Размер радиатора для отвода тепла в космос пропорционален четвертой степени его температуры.

Так, радиатор для установки с прямым преобразованием энергии, работающий при наименьшей температуре 1380° К, может быть более чем в 10 раз легче, чем для установки с обычным турбомашинным циклом с наименьшей температурой 720° К/ Принимая во внимание все эти факторы, можно считать реальным получение Хрг=4 кг/квт. Возможности улучшения характеристик.

Рассмотренные выше характеристики двигательных систем обобщены, где представлена зависимость тяговооруженности от удельного импульса рабочего тела. В левой части видна заштрихованная часть; она покрывает область возможных характеристик реактора с непосредственным нагревом рабочего тела.

Если нагреть газ до 3500°К, то можно достичь удельного импульса порядка 1300 сек, однако при этом снижается тяговооруженность, обеспечивающая ускорение порядка 0,1 g. Если требуется большая тяговооруженность, двигатель должен иметь меньший удельный импульс. Форма этих кривых определяется изменением степени диссоциации и рекомбинации в потоке газа, текущем в сопле, где он находится при более низком давлении.