物理学家提出了一种新型电磁火箭推进器的概念

根据国外媒体NewAtlas的报道，由于美国能源部（DOE）普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）的物理学家法蒂玛·埃布拉希米（Fatima Ebrahimi）开发了一种新的火箭概念，该磁场利用磁场产生推力，载人飞行任务。

火星可能更大。

实际的。

在过去的64年中，机器人卫星和探测器取得了令人瞩目的成就，但这些卫星和探测器相对较小。

最重的是ATV货运飞船，满载44,738磅（20,293千克），并且该飞行器进入低地球轨道。

最大的深空探测器是卡西尼-惠更斯号（Cassini-Huygens）飞往土星的飞行任务，重达12467磅（5655千克）。

这是因为人类成为真正的航空航天物种的最大障碍是用来推动航天器通过太阳系及其他区域的引擎。

化学火箭可以提供令人印象深刻的推力，但是它们的比冲很小。

换句话说，在推进剂用完之前，它们不能长时间发射。

诸如霍尔推进器之类的电动推进系统正好相反。

它们的推力仅相当于一枚小硬币的重量，但是它们可以燃烧数月而不是数分钟，因此它们可以（缓慢）积累到很高的速度。

不幸的是，这些燃料都不适合将宇航员运送到火星。

其中一个可能会快速启动，而另一个可能会缓慢启动，但它们都意味着要进行长达数月甚至数年的漫长而危险的航行。

这两种基本的推进方法各有优缺点，但至少在短期内，真正需要的是结合了两者特性的推进方法。

理想情况是具有更大推力和更大比冲的情况。

新的普林斯顿概念通过使用相同的机制起作用，并将作用于太阳耀斑。

这些耀斑由带电的原子和称为等离子体的粒子组成，它们被捕获在强大的磁场中，在其中发生复杂的相互作用。

对于推进系统，Ebrahimi对一种称为磁重连接的相互作用特别感兴趣，该相互作用是将磁能转换为粒子动能，热能和辐射能的过程。

这种现象不仅可以在太阳上看到，而且可以在地球大气层和托卡马克核聚变反应堆（例如PPPL的国家球形圆环实验（NSTX））中看到。

通常，电磁推进器就像离子推进器一样，在航天器上越来越普遍。

这些推进器的工作原理是对由重原子组成的推进剂（例如氙气）进行充电，然后利用电场对其进行加速。

对于新概念推进器，它会被磁场加速。

到目前为止，PPPL计算机和位于加利福尼亚州伯克利的劳伦斯伯克利国家实验室的国家能源研究科学计算中心的计算机仿真结果表明，磁重联推进器的发电速度比当前的电力推进系统快10倍。

“长途旅行要花费数月或数年，因为化学火箭发动机的比冲非常低，因此飞机要花一些时间才能达到速度”。

埃布拉希米说。

“但是，如果我们基于磁重联技术制造推进器，我们可以想象我们可以在更短的时间内完成长距离飞行任务”。

除了缩短行程时间外，还可以通过微调磁场来节制新的推进器概念。

另外，推进器不仅喷射等离子体，而且喷射等离子体簇，即包含在磁气泡中的等离子体球，从而增加了功率。

另外，推进器不依靠重元素作为推进剂，并且可以装载更轻和更便宜的元素。

“其他推进器需要由氙气等原子构成的重气体，在这个概念上，您可以使用任何类型的气体”。

埃布拉希米说。

该研究发表在“等离子体物理学杂志”上。

负责编辑AJX