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等离子发动机可能开启太空探索新纪元(图)
2005-12-16
【据今日宇宙网站2005年12月13日报道】 欧空局已证实了新太空推进器的原理,新推进技术可比现今电推进技术提供更强大的推力。这个概念颇具独创性,是从极光获得的启发。

当太阳风(由太阳释放的带电等离子)撞击地球磁场时,双层等离子形成分界线。每层有不同的电性,可以加速一些太阳风粒子穿越整个边界,使其与地球大气冲撞产生极光。

事实上,等离子双层就像瀑布静电层,如水分子从两个不同高度降落时汇聚能量一样,带电粒子在穿越不同电介质层时也获取能量。

2003年,研究人员首次在实验室里创造了等离子双层,并认识到其加速特性可用于航天器的推进。这启发工作组研制了一个原型机,称为“Helicon双层推进器”。

根据一项欧空局的新研究表明,在严格控制的环境下,可以形成双层等离子并保持稳定,使光束中带电粒子恒久加速。此项研究还证实了利用不同推进气体混合物,可以产生稳定的等离子双层。

为了创造等离子双层,研究人员在一个空心管周围盘绕了一根无线电天线。然后不断地在空心管里打入氩气,天线就可传输13兆赫的螺面无线电波。这样就使氩电离产生了等离子。在空心管尾部的一个离散磁场迫使等离子离开管道扩张。这就形成了两个不同的等离子层,在空心管内上下游动,交界处就产生了等离子双层。这也使空心管中的氩气等离子更快形成超音光束,从而产生推力。

计算表明, “helicon双层推进器”会比欧空局SMART-1任务的主要电推进器多占一点空间,但在同时释放相似的燃料功效下,双层推进器有潜力释放更多倍的推力,功率可高达100千瓦。

下一阶段,欧空局将在推进器内及周围建造复杂的计算机模拟等离子,并利用实验室结果验证其精确性,由此其太空性能才能被全方面评估,未来才能建造大型、高功率的实验推进器。(中国航天工程咨询中心 陈菲 许红英)  

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