78天到火星!NASA神秘離子推進器再創紀錄

2021-02-15 徐德文科學頻道

馬斯克昨天發布詳細計劃，稱不會在火星上搞「房地產」，他要搞的是「物流」，建立地球到火星之間的人員和物質運輸通道。雖然馬斯克的火星物流是建立在目前最便宜最可靠的可回收火箭基礎上，時間成本卻是令人難以承受的，每趟火星之旅即使是單程也需要花費將近一年的時間，更不用說沿途的宇宙射線，很可能讓你的火星之旅變成天堂之旅，再也回不到這個豐腴的物質世界。

不過現在好了，NASA已經成功測試了神秘的離子推進器X3，創紀錄地產生了5.4牛頓的推力，可以在超過100千瓦的功率下運行。

看起來微不足道是不是？5.4牛頓的推力，還不如說是「吹力」——吹牛的力。如果你是這樣想的話，說明你對離子推進器完全不了解。離子推進器又名霍爾推進器，是利用電場和磁場的共同作用，把電能轉換為工質動能的一種推進器，比衝遠大於化學燃料推進技術，只需要很少燃料就可達到很高的速度。只是霍爾推進器的推力很小，需要長時間的加速才能達到極快的速度，類似於光帆推進，目前小功率版本各國均已應用在真空環境的地球軌道衛星上，但大功率可以應用於星際航行的推進器卻進展緩慢。

NASA此前曾開發過一個雙通道版本的離子推進器X2，產生了3.3牛頓的推力。這次的X3推進器，同樣是由密西根大學與美國空軍和NASA合作開發的，可以在5千瓦到102千瓦的功率下運行，電流達260安培，產生的5.4牛頓推力是迄今為止離子推進器所能達到的最高推力。離子推進器需要的燃料只是傳統化學火箭的十分之一，化學火箭最高速度只能達到5公裡/秒，離子推進器卻可達40公裡/秒，這意味著去火星只需要78天，可以在未來的深空任務中發揮重要作用。

X3團隊正在設計多離子通道的離子推進器，可在500千瓦或1000千瓦功率下運行，成為實際可用的太空引擎。新的離子推進器將在明年進行測試，科學家們的目標是能全速運轉100小時。NASA希望X3成為太陽系內遠距離太空探索的短期解決方案，在未來二十年內運送人類登陸火星。

由於離子推進器的推力不足以克服地球引力，因而只能在太空中運行，馬斯克用來組建火星快遞物流系統倒是正堪其用：可以先用化學火箭把人員和貨物發送到地球軌道上，然後用離子推進器運送到火星，簡直是最完美的解決方案！

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