前言:
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新闻只有几个字,网友们大呼看不懂。
简单讲,火箭发动机是鸠摩智火焰刀燃烧喷射推进;普通离子推进器是段正淳一阳指离子流推进;霍尔发动机是段誉六脉神剑磁场约束离子流推进。
中学物理实验课我们做过一个实验,叫做“霍尔效应”。
在通电导体的电流垂直方向,施加一个匀强磁场,那么带电粒子会因为洛伦兹力而发生偏转,在导体两侧产生电势差,把电子流约束在一侧。
霍尔发动机听起来很科幻,其实就是应用了这么一个原理。普通火箭发动机是靠燃烧化学燃料,喷出燃烧气体推进;霍尔发动机靠的是强磁场和电场,抛出的是离子流。
霍尔效应中的磁场形成电势差之后,可以约束电极射出的电子流,让电子流在磁场中形成旋转的霍尔闭环。
电子流本身几乎没有质量,无法利用动量守恒抛出质量后推动自身前进。
这些电子流在电磁场的作用下加速,撞击并电离作为推进剂的氙气,电离态的氙再被电场加速射出。那么,飞行器就能获得向前的动力。
这东西的好处,就是不用携带太多的化学燃料,不用任何化学反应,直接靠电能喷射出的离子流获得动力,更节能环保,也更好微操。比如说,卫星在轨道上各种姿势调整的时候,就得靠这个来微操。别看推力只是牛级,但在几乎没有空气阻力的太空中,够用了。
而且,由于霍尔发动机的高推冲比,使得它确实高效节能,2009年3月27日欧航局ESA发射了一个名为GOCE的卫星探测器来探测地球重力场和海洋环流。由于测量精度要求,它的飞行轨道低至250公里,在这个高度,空气阻力并不能被忽视。它装备了一台霍尔推进器,不间断工作了2年只消耗了40公斤氙。这是普通火箭发动机做不到的。
未来深空探测、宇宙航行,这个都大有前景。
不要觉得几牛顿的推力很小,在太空中,如果几牛顿的力不断加速的话——大家都学过中学物理,真空无重力条件下,始终受一个力作用的匀加速物体,会达到什么样的速度?达到一个高速度时,哪怕撤去这个力,靠惯性也能高速稳定航行的。
大家还要明白一点,这个东西主要的能源是电,如果我们想得远一点,真的要星际航行的话,普通的太阳能电池、核衰变电池都是不够用的,我们需要更多,更持续的电能,所以,可控核聚变很重要。
我国现在做到了牛级的霍尔推进器,可喜可贺,但和美帝还有差距,星辰大海任重道远,还要继续加油。
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