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78天到火星!NASA神秘离子推进器再创纪录

 徐德文科学频道 2020-02-14

马斯克昨天发布详细计划,称不会在火星上搞“房地产”,他要搞的是“物流”,建立地球到火星之间的人员和物质运输通道。虽然马斯克的火星物流是建立在目前最便宜最可靠的可回收火箭基础上,时间成本却是令人难以承受的,每趟火星之旅即使是单程也需要花费将近一年的时间,更不用说沿途的宇宙射线,很可能让你的火星之旅变成天堂之旅,再也回不到这个丰腴的物质世界。

不过现在好了,NASA已经成功测试了神秘的离子推进器X3,创纪录地产生了5.4牛顿的推力,可以在超过100千瓦的功率下运行。

看起来微不足道是不是?5.4牛顿的推力,还不如说是“吹力”——吹牛的力。如果你是这样想的话,说明你对离子推进器完全不了解。离子推进器又名霍尔推进器,是利用电场和磁场的共同作用,把电能转换为工质动能的一种推进器,比冲远大于化学燃料推进技术,只需要很少燃料就可达到很高的速度。只是霍尔推进器的推力很小,需要长时间的加速才能达到极快的速度,类似于光帆推进,目前小功率版本各国均已应用在真空环境的地球轨道卫星上,但大功率可以应用于星际航行的推进器却进展缓慢。

NASA此前曾开发过一个双通道版本的离子推进器X2,产生了3.3牛顿的推力。这次的X3推进器,同样是由密歇根大学与美国空军和NASA合作开发的,可以在5千瓦到102千瓦的功率下运行,电流达260安培,产生的5.4牛顿推力是迄今为止离子推进器所能达到的最高推力。离子推进器需要的燃料只是传统化学火箭的十分之一,化学火箭最高速度只能达到5公里/秒,离子推进器却可达40公里/秒,这意味着去火星只需要78天,可以在未来的深空任务中发挥重要作用。

X3团队正在设计多离子通道的离子推进器,可在500千瓦或1000千瓦功率下运行,成为实际可用的太空引擎。新的离子推进器将在明年进行测试,科学家们的目标是能全速运转100小时。NASA希望X3成为太阳系内远距离太空探索的短期解决方案,在未来二十年内运送人类登陆火星。

由于离子推进器的推力不足以克服地球引力,因而只能在太空中运行,马斯克用来组建火星快递物流系统倒是正堪其用:可以先用化学火箭把人员和货物发送到地球轨道上,然后用离子推进器运送到火星,简直是最完美的解决方案!

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