NASA离子推进器取得突破将助力火星登陆计划

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2018-07-0323:57:37
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NASA离子推进器取得突破将助力火星登陆计划

11月2日,NASA 公布其在离子推进器研发方面的新突破,它和国防部、密歇根州立大学联合研发的新型 X3 霍尔离子推进器打破了由上一代霍尔推进器创下的多项纪录,这将缩短人类登陆火星计划的时间。霍尔推进器,又称霍尔效应推进器(Hall effect thruster),霍尔效应即美国物理学家霍尔于1879年在研究金属的导电机制时发现的一种电磁现象,该推进器具有结构简单、高比冲、高效率等优点成为未来空间飞行器的首选推进装置之一。NASA离子推进器取得突破将助力火星登陆计划它能应用在卫星、深空探测器等航天器上,主要应用场景有地球静止轨道卫星的位置保持和轨道转移、深空探测的主推进、中低轨道航天器的无拖曳飞行或轨道、位置、姿态保持及其高精度控制等几方面。上世纪五六十年代,美国和前苏联就开始了对霍尔推进器的研究。X3 新型霍尔推进器打破了此前NASA另一台霍尔推进器所创下的三项纪录,分别是推力、运行电流和运行功率。NASA离子推进器取得突破将助力火星登陆计划其中,X3 产生了5.4牛顿的推力,比上一代的3.3牛顿进步一大截,而推力的提升对载人火箭计划来说意味着更快的加速和更短的航行时间;X3 的运行电流达到了250安培,比前一代的112安培提升了一倍多;在运行功率方面,X3 的102千瓦也击败上一代的98千瓦。打破纪录的背后是研究团队五年多的努力,因为 X3 推进器产生的排气太过巨大,整个美国也只有 NASA 格伦研究中心的真空实验室可以进行 X3 的推进试验,每次测试前要用20个小时将实验室的空气抽空,研究团队每天的测试时间也都超过了12个小时。NASA离子推进器取得突破将助力火星登陆计划该推进器的工作原理是通过加速等离子,即让电子绕着一个圆形通道流动,当其进入跑进疝气的原子堆时,会和原子发生碰撞,这会让疝原子变成带正电的粒子,而电子的旋转运动产生的强大电场会将疝气离子以最高30000米每秒的速度射出,进而给推进器施加了一个前进的推力。据悉,研究团队下一步将继续提升 X3 的运行功率,他们的目标是达到200千瓦,同时进行一系列的电池测试。X3 离子推进器研发项目首席工程师 Alec Gallimore 表示,他们力争实现用最少的能量和推进剂把载人飞船在几周时间内送到火星,这就意味着霍尔推进器还需要进行全面的优化。

NASA

美国国家航空航天局

NASA于1958年成立于美国,是直属于联邦政府的航空航天研究发展机构,现任局长为Norman R. Augustine 。

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