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新型聚變火箭將使到達火星速度快10倍

2021-02-02 09:11      來源:科技日報   VIEW:



美國科學家設計了一種新型聚變火箭,該設備利用磁場從火箭背面發射等離子體粒子,從而推動飛船穿越太空。與目前使用電場推動粒子的火箭推進器相比,這項創新技術將使人類奔赴火星的速度快10倍。使用磁場還讓科學家能夠為特定太空任務定製推力的大小。

等離子體是由自由電子和原子核組成的物質的熱態,占可見宇宙的99%,能夠產生大量能量。科學家一直在實驗室複製核聚變,以期利用其動力為穿越深空的火箭提供動力。當前使用電場推動粒子的等離子推進器只能產生較低比沖或速度。

但是,在美國能源部普林斯頓等離子體物理實驗室(PPPL)和國家能源研究科學計算中心進行的計算機模擬顯示,使用磁場的新型等離子推進器在概念上可產生每秒數百公里的排氣速度,比其他推進器快10倍。

 發明該項技術的法蒂瑪·埃布拉希米博士稱,在太空飛船開始飛行階段擁有較快速度,可使宇航員儘快到達要去的紅色星球。「這樣的長途旅行要花費數月或數年,因為化學火箭發動機的特定衝力非常低,飛船需要一段時間才能達到最高速度。但是,如果基於磁重聯技術製造推進器,我們就可在更短的時間內完成長距離飛行任務。」

儘管使用聚變技術為火箭提供動力並不是一個新概念,但埃布拉希米設計的推進器與目前領先的推進器在3個方面有所不同。

 首先是改變磁場強度可增加或減少推力的大小,使得宇航員在穿越太空的黑暗深淵時可以更好地進行操縱;其次,新的推進器通過噴射等離子體粒子和磁泡(等離子粒團)來產生動力,等離子粒團為推進器增添了新動力,目前還沒有其他推進器將等離子粒團納入其中;第三,本概念研究中利用磁場從火箭後部噴射等離子體粒子,而其他類似的概念推進器使用的是電場。

 該項概念研究成果發表在《等離子體物理學》雜誌上。

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