@ 2016.10.09 , 18:00

科学家搞出离子推进器,即将进入太空实验

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Neumann博士

这项技术可不得了:往返火星不要中途加油,靠回收太空垃圾做燃料。

毕业于悉尼大学的Paddy Neumann博士和两位来自该校的教授已经发明了一款离子推进器,以取代现有的需要携带大量化学燃料的火箭推进技术。

发明者之一的Marcela Bilek教授说,他们在世纪初就造出了一个系统,“一个由中央触发器和高电离通量触发脉冲的阴极电弧”。

在当时那个阶段,这个机器只有拳头大小,从一个温度贼高的等离子球中透过磁喷嘴以贼快的速度喷射离子。

Bliek教授解释说阴极电弧是一个使用固体燃料——金属——的系统,跟焊弧的工作原理差不多。

“就是把固体烧蚀,然后变成等离子——你们看到的太阳就是这个东西,”她说。

她说,在Neumann博士加入他们之前,这一技术曾用在薄膜上,但是Neumann博士想要知道能否将其用在推进器上。“就是因为它能以贼快的速度喷射粒子,”Bliek教授说。

Neumann博士说他对这项技术开始产生兴趣是在大三那年,当时他在悉尼大学学习物理和工程,参加了等离子物理部的一项特殊研究,他负责测量脉冲弧放电时的电场和磁场强度。

“我帮助他们建造了探测器,完成了测量,” Neumann博士说。 “当时的测量数据显示,钛离子和钛等离子可以在强烈的磁场中以约每秒23000公里的速度运行,所以它们必须要减速才可以。从氢氧火箭推进器尾部出来的粒子,它们的速度是每秒4.5公里。”

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这项技术还可以回收太空垃圾,宇宙是我家,环保靠大家。

Bliek教授说在他们的实验里,镁是可以产生最高比冲量的燃料,也是效率最高的燃料。“镁刚好是一种轻金属,在太空材料中广泛运用,”她说。

Bliek教授说下一步就是要在国际空间站上折腾这项技术,可能在2018年末实现。

“我们已经在地球上模拟了宇宙真空进行试验,但只是小型真空系统,所以那将是首次宇宙环境下的实地测试,并且在飞船上实时监视。”

Neumann博士说:“我们的测试会维持尽可能长的时间,最好是整整一年,从而我们能测量它能在多长时间内提供多少推力。会遇到特殊的失效情况吗?随着时间推移它会改变行为吗?会对环境造成破坏吗?只有在太空中实际测试我们才能告诉潜在客户和合作伙伴这些答案。”

Neumann博士的研究已经发表在Applied Physics Letters上。

本文译自 abc,由译者 许叔 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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