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美国测试世界上动力最强劲的离子发动机

发布时间:2019-12-31 15:17    点击次数:86次   

  据英国《新科学家》杂志报道,美国一家公司日前对一台满负荷运转的新型离子发动机进行了测试,使得我们距离将宇航员快速送入太空的目标又近了一步。

  离子发动机或许会在五年内被用于维持国际空间站运行轨道,为将来一个月左右抵达火星的新型火箭的问世奠定基础。自2005年创建以来,位于美国得克萨斯州韦伯斯特市的艾德·阿斯特拉火箭公司(Ad Astra Rocket Company)一直在完善一种名为“可变比冲磁致离子浆火箭”(简称VASIMR)的新型发动机。

  VASIMR发动机使用无线电波加热氩气,将其变成炽热的等离子体——一种使电子不再受限于原子核的物态。接下来,磁场将超高温等离子体喷射到发动机后面,令其在反方向产生推力。VASIMR发动机以比常规发动机更快的速率喷射推进剂,使得每公斤燃料产生的加速度更多。

  艾德·阿斯特拉火箭公司的短期目标是,使用200千瓦VASIMR发动机为国际空间站的运行轨道提供周期性推力。由于大气阻力,国际空间站运行轨道的高度会逐渐下降。10月7日,该公司首次对满负荷运转的VASIMR发动机进行了测试——在休斯敦的一个线千瓦大关。

  艾德·阿斯特拉火箭公司是由美国前宇航员张福林(Franklin Chang-Diaz)在2005年创建的。他说:“这是当前世界上功率最强大的等离子体火箭。” VASIMR发动机眼下最大的竞争对手是美宇航局50千瓦“霍尔”发动机。“霍尔”发动机采用通过电子加速的带电原子或离子。不过,由于预算削减,美宇航局在2005年停止开发这种发动机。

  艾德·阿斯特拉火箭公司已与美宇航局签署协议,2013年在国际空间站测试200千瓦VASIMR发动机。另外,该公司还在同两家私营太空公司SpaceX和“轨道科学”谈判,希望借助其中一家的运载火箭将VASIMR发动机发射到国际空间站。如果一切顺利,艾德·阿斯特拉火箭公司希望从明年开始,根据商业合同定期提升国际空间站运行轨道。

  当前,包括俄罗斯和欧洲货运飞船在内的航天器是在同国际空间站对接期间,通过点着发动机提供这种推动力的。但是,使用常规推进器,每年会消耗7.5吨推进剂。张福林称,VASIMR发动机完成这项任务每年仅需0.3吨氩气,由于将燃料发射到轨道耗资巨大,这样一来,每年便可节省数百万美元。

  张福林在接受《新科学家》杂志采访时表示,因提升国际空间站轨道而获得的收入将帮助该公司“进一步完善这项技术,实现载人火星探测任务。”据张福林介绍,一台10到20兆瓦VASIMR发动机可以在39天内将宇航员送上火星,而常规火箭则需要六个月甚至更长时间。

  旅程缩短可以减少宇航员暴露于太空辐射的时间。否则的话,太空辐射将成为载人火星探测任务的一大障碍,特别是种种迹象表明,未来几十年太空辐射水平尤其高。张福林说,有朝一日,将人员和设备迅速送抵火星将成为该公司一个重要收入来源,“但眼下,我们的获利对象不是在火星,而是在地球。”

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