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三体网【宇宙印象专栏】（橘子汁 谢顿）NASA科学家们正在研发一款可将人类送至火星而不需补充能源的等离子引擎。此前NASA正在使用被称为“霍尔推进器”的等离子引擎轨道航天器的运行，在未来有可能为飞行器的整个太空航程提供能源。霍尔推进器喷射速度达45,000 英里每小时的离子流，比常规化学燃料火箭少 100 万倍。2012年，波音公司设计的全电卫星计划进入开发，如果使用核动力技术制造全电推进器，这意味着我们可以随心所欲抵达太阳系任何一个角落，利用加速带电粒子产生推力被认识是碟形飞行器初级动力之一。 研究人员表示，通过节省燃料存储的空间，航天器发送可以携带大量的物资执行空间飞行任务。目前面临的主要问题是现在制造出的霍尔推进器的使用寿命大约为 10000 小时，寿命是太短，对于大多数的空间探索，需要至少支撑50000小时。为了延长霍尔推进器的使用寿命，来自法国国家科学研究中心的研究人员小组近日宣称他们正在研究制造无壁推进器。 传统的霍尔推进器工作时需要在在磁场和电场中产生一种低压的等离子体，并在强电场作用下将离子加速喷出，通过反作用力推动卫星进行姿态调整或者轨道转移任务。ICARE CNRS 实验室的Julien Vaudolon表示，传统霍尔推进器的主要缺点是喷射通道管壁材料很大程度上决定了放电性能、执行时间。 决定管壁材料性能的主要是二次电子发射效应，当具有一定能量或速度的电子轰击金属表面时,会引起电子从被轰击的金属表面发射出来,这种现象称为二次电子发射。高能离子持续轰击喷射壁墙会缩短推进器的寿命，而无壁霍尔推进器可以克服这些问题。去年，团队开发了基于经典改良出的小型无壁霍尔推进器原型机，无壁推进器可以让科学家更清楚的了解喷射的具体过程。 他们初次尝试后发现小型推进器性能极低，研究分析发现磁场线与推进器轴交叉了。其后，团队改进了原型——通过将磁势垒旋转 90 度，达到离子以与轴线平行的角度注入磁场。发展无壁霍尔推进器的主要困难在于模拟等离子体与腔壁之间的相互作用。无壁设计会是一个非常有用的解决方案，可能会让未来的设计模拟变得更加可行和可靠。 谢顿，科普作家，毕业于南京大学天文与空间科学院，三体网主笔，果壳作者 更多资讯欢迎关注微信号：santi2208 与 santi9527（科幻专属） |
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