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NASA的離子推進器再次破紀錄,人類離沖出地球再近一步

密西根大學和美國空軍合作為 NASA 研發的新 X3 推進器在最近的測試中已經打破了記錄。

X3 是一種霍爾推進器(Hall effect thruster), 在推力器中推進劑被電場加速, 霍爾推力器將電子約束在磁場中, 並利用電子電離推進劑, 加速離子產生推力, 並中和羽流中的離子。

人類更遙遠的征程呼喚著這種速度的推進器的誕生, 比如 NASA 的 2030 年火星登陸計畫。 該項目組的負責人表示, 這樣的離子推進技術可能會在未來 20 年內將人類帶到那顆紅色星球上。

通過等離子體被排出以產生推力, 可以產生比化學推進火箭更大的速度。 化學火箭每秒鐘以 5 公里的速度上升, 而霍爾推進器的速度可達每秒 40 公里。 而且離子發動機的效率也比化學物質的效率更高。

化學推進器還有一個缺陷是需要將化學燃料帶入太空, 這就增加了更多的品質。 想像中有一種火箭, 可以用巨大的鏟鬥在空間收集彌散氫以供燃料。

最近的測試表明, X3 推進器運行功率超過 100kW, 可以產生 5.4 牛頓的推力, 這是迄今為止任何離子等離子體推進器實現的最高水準, 它同時還打破了最大功率輸出和工作電流的記錄。

可以預見的是, 在未來二十年的某個時候, 這項技術可以將人類送上火星。

不過, 目前的挑戰是能否生產出足夠強大且體積較小的發動機, 測試中的 X3 還需要用起重機移動。 2018 年, 該隊將繼續測試, 讓 X3 持續工作 100 小時。

為此, 專案組還開發了一種防止等離子體破壞推進器壁的遮罩系統, 使其能夠運行更長時間, 甚至可能幾年時間, 這正是星際旅行最關鍵的問題。

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