美國宇航局開發(fā)等離子推進(jìn)器將宇航員送往火星 _等離子

密歇根州立大學(xué)NextSTEP項(xiàng)目的工程師們成功研制出了這臺(tái)等離子推進(jìn)器，它也是Aerojet Rocketdyne公司XR-100推進(jìn)系統(tǒng)的核心部分
（報(bào)道）據(jù)騰訊太空（羅輯/編譯）：美國宇航局計(jì)劃在2025年前將人類送往小行星，在2030年至2035年期間向火星運(yùn)送人類宇航員。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo) ，美國宇航局正在進(jìn)行等離子推進(jìn)器項(xiàng)目的開發(fā)，希望能以較低的能源損耗，將宇航員送往火星。這臺(tái)名為“X3”的等離子推進(jìn)器樣機(jī) ，和桌面一般大小，它使用45000邁的等離子流推進(jìn)宇宙飛船。由于這臺(tái)推進(jìn)器的耗能僅是傳統(tǒng)化學(xué)火箭的一億分之一，它成為了探索火星、小行星以及太陽系周邊空間的理想工具。
密歇根州立大學(xué)NextSTEP項(xiàng)目的工程師們成功研制出了這臺(tái)等離子推進(jìn)器，它也是Aerojet Rocketdyne公司XR-100推進(jìn)系統(tǒng)的核心部分，該系統(tǒng)計(jì)劃在10年內(nèi)用于可飛往火星的宇宙飛船。近三年來，美國宇航局為XR-100系統(tǒng)的研發(fā)提供了650萬美元的資金支持，研發(fā)X3推進(jìn)器的Alec Gallimore教授和他的團(tuán)隊(duì)也獲得了100萬美元的獎(jiǎng)勵(lì) 。
XR-100的基礎(chǔ)是噴射式等離子體，這是一種電子和帶電原子共存的物質(zhì)形態(tài)，等離子體從推進(jìn)器尾部噴出，形成推進(jìn)力量。X3推進(jìn)器的設(shè)計(jì)功率為200千瓦，它的體積較小，質(zhì)量較輕，具有一定優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，它的核心技術(shù)——霍爾推進(jìn)器技術(shù)，已應(yīng)用于地球衛(wèi)星。Gallimore認(rèn)為，相比而言，功率最強(qiáng)的霍爾推進(jìn)器目前的功率為4.5千瓦，僅夠用于調(diào)節(jié)衛(wèi)星的軌道運(yùn)行，無法完成向空間深處運(yùn)輸人類探索補(bǔ)給的任務(wù) 。
霍爾推進(jìn)器的運(yùn)作原理如下：從排氣孔陰極發(fā)射的電子通過環(huán)形通道和陽極電子相遇，并與放電室內(nèi)的原子（通常為氙氣）相碰撞，使氙氣成為正電荷離子。電子的螺旋運(yùn)動(dòng)也建立起強(qiáng)大的電?。?將氣體離子拉出通道的尾噴口。將足夠的電子和離子留下，以免宇宙飛船積累電荷，導(dǎo)致推力不足問題的發(fā)生。Gallimore解釋，進(jìn)行電離時(shí) ，氙氣原子將以30000米每秒的速度噴射，大約為65000邁。
【美國宇航局開發(fā)等離子推進(jìn)器將宇航員送往火星】X3含有三個(gè)這樣的通道，它們相互嵌套于同心環(huán)內(nèi) 。該嵌套使霍爾推進(jìn)器能夠以200千瓦的功率運(yùn)行。Gallimore教授實(shí)驗(yàn)室的博士生Scott Hall將對(duì)X3進(jìn)行全面而系統(tǒng)的測試；與此同時(shí) ，另一位博士生Sarah Cusson將探索新的調(diào)整方案，可以將X3目前一年少許的工作壽命延長至五到十倍。Gallimore預(yù)言， X3推進(jìn)器將成為向火星輸送人類的基礎(chǔ) 。