Video Player is loading.
432
views •
May 7, 2021
太陽能電力推進器 未來星際旅行必備 可以更遠、更快、更便宜|太陽能電推|離子推進器|霍爾推進器|X3|太陽能電力推進器|馬克時空 第29期
馬克時空 Mark Space
0 Followed
最近幾年,再次登月、移民火星的字眼不斷出現,不過,現在的化學燃料火箭無法完成星際旅行,更不用提深空探索。為此,NASA在21世紀就提出太陽能電力推進器(SEP)的概念,並有實際任務證明可行,在這兩年又取得重要進展。今天,我就來談談電力推進器和離子推進器的話題。
0:00 太陽能電力推進器
0:30 霍爾效應推進器
2:47 太陽能電力推進器未來星際旅行必備
5:25 衛星姿態穩定推進器
7:44 黎明號小行星探測器
9:53 最強的離子推進器——X3
🛰 霍爾效應推進器
電力推進器有很多種,大體可以分為離子驅動和非離子驅動兩大類,目前常用的電力推進器大多是離子驅動的。
離子驅動的電力推進器,又分為靜電式、電熱式和電磁式推進。其中目前最成熟,最常用的就是霍爾效應推進器。
霍爾效應(Hall effect)是指當固體導體放置在一個磁場內,有電流通過時,導體內的電荷載子受到洛倫茲力而偏向一邊,產生電壓的現象。
霍爾效應推進器利用磁場限制電子的軸向運動,然後利用它們使推進劑電離,有效地加速離子產生推力,並中和噴射出的離子。
🛰 太陽能電力推進器 未來星際旅行必備
離子推進器往往放著藍光,在很多科幻電影裡,都能看到放著藍光的龐大飛船安靜快速地離開地面,與現在拖著深灰色水蒸氣緩慢升起的火箭,感覺完全不同。
不過,現實的離子推進器可沒有那麼大的力氣,能把飛船推離地面。目前的離子推進器的推力只有毫牛等級,最大的也不過幾牛頓。一毫牛,就是千分之一牛頓,1公斤的重量相當於9.8牛頓。
這麼小的力道,能推動航天器星際旅行嗎?答案是肯定的。就如同小馬達一樣,在太空中推著飛船慢跑加速。
美國NASA與密歇根大學合作研發的X3離子推進器,是迄今為止最強的離子推進器。X3推進器功率可以超過100千瓦,產生5.6牛頓的推力。這項技術有望在二十年內將人類送上火星。
🛰 衛星姿態穩定推進器
牛頓級別的大型離子推進器還沒有實際應用的例子,但作為衛星姿態穩定推進器,各種各樣毫牛級別的離子推進器已經廣泛應用。
目前,很多大型通信和遙感衛星的使用壽命都超過十年,這都是因為使用了離子推進器來維持軌道穩定的。如果使用化學燃料的話,相同重量燃料能使用的時間可能要少一半以上。
最近經常被媒體報導的星鏈衛星,也採用了離子推進器來控制姿態和變換軌道,只是使用氪氣代替了氙氣,雖然效率低一些,但價格上便宜很多。
🛰 黎明號小行星探測器
NASA研發的黎明號(曙光號)小行星探測器,由氙離子推進器提供動力,2007年9月發射升空,並在2011年7月進入小行星灶神星軌道。2012年9月5日,黎明號在環繞灶神星的軌道運行1年多後,又飛向另一顆小行星——谷神星。2015年3月6日,黎明號探測器進入谷神星的引力懷抱。
黎明號探測器成為第一台環繞兩顆地外天體運行的航天器,飛行距離超過69億公里。黎明號裝有3個直徑30釐米的氙離子推進器,每台的最大推力是91毫牛,大約相當於拿起一張複印白紙的力量。飛行時使用兩台推進器,另外一個作為備用。
🛰 最強的離子推進器——X3
目前最強大的離子推進器,是美國NASA與密歇根大學合作研發的X3離子推進器。經過測試,X3離子推進器功率可以超過100千瓦,可以產生5.6牛頓的推力。
X3的最大特點是使用了嵌套式霍爾電極,X3有多個環,或放電通道。嵌套方法將多個推進通道,以同心圓的方式,排列在一個中心安裝的陰極周圍。
電流圍繞三個不同大小的圓形通道流動,每個通道都產生垂直於電流流動的電磁場。通過增加通道的電壓,磁場更強,從而產生更多的推力。
#推進器 #離子推進 #太陽能電力推進 #太陽能 #霍爾推進器 #太陽能電力推進器 #X3離子推進器 #離子推進器 #NASA #馬克時空
-
歡迎大家追蹤馬克時空FB、Telegram 👉🏻
🚀 馬克時空FB:https://www.facebook.com/馬克時空-Mark-Space-104329048322968
🛰 馬克時空Telegram:https://t.me/markspacechannel
-
太陽能電力推進器 未來星際旅行必備 可以更遠、更快、更便宜|太陽能電推|離子推進器|霍爾推進器|X3|太陽能電力推進器|馬克時空 第29期
Show All
Comment 0