俄羅斯國家原子能公司（Rosatom）近日宣布了一項(xiàng)革命性的太空技術(shù)突破：一種名為等離子體電力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的新型推進(jìn)系統(tǒng)。這款發(fā)動(dòng)機(jī)據(jù)稱能夠在僅僅一到兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，將航天器迅速送達(dá)火星，相較于傳統(tǒng)火箭技術(shù)，這無疑是一個(gè)巨大的飛躍。
這款發(fā)動(dòng)機(jī)的與眾不同之處在于，它摒棄了傳統(tǒng)的燃料燃燒方式，而是采用了磁等離子體加速器。據(jù)俄羅斯Izvestia報(bào)道，該技術(shù)的核心在于兩個(gè)電極之間的高電壓，通過這一設(shè)置，帶電粒子得以加速并產(chǎn)生強(qiáng)大的推力。特羅伊茨克科學(xué)研究所的初級(jí)研究員葉戈?duì)枴け壤锪纸忉尫Q，當(dāng)帶電粒子在電極間穿梭時(shí)，電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，將粒子推出發(fā)動(dòng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)定向運(yùn)動(dòng)和推力。
等離子體推進(jìn)技術(shù)的速度優(yōu)勢(shì)顯而易見。在此系統(tǒng)中，氫氣作為燃料，其帶電粒子（電子和質(zhì)子）能被加速到每秒100公里的速度，而傳統(tǒng)動(dòng)力裝置中的物質(zhì)流速度僅為每秒4.5公里左右。這一顯著的速度提升，得益于電磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的加速作用，而非燃料燃燒。
除了速度上的優(yōu)勢(shì)，等離子體電力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)還能顯著降低宇航員在星際旅行中面臨的宇宙輻射風(fēng)險(xiǎn)。更短的火星之旅意味著宇航員將減少在太空中的暴露時(shí)間，從而降低潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。
目前，俄羅斯國家原子能公司特羅伊茨克研究所已經(jīng)成功開發(fā)出該發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)室原型，并計(jì)劃進(jìn)行廣泛的地面測(cè)試。這一原型將用于完善發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行模式，并為預(yù)計(jì)在2030年完成的飛行模型奠定基礎(chǔ)。項(xiàng)目科學(xué)顧問康斯坦丁·古托羅夫透露，發(fā)動(dòng)機(jī)以脈沖周期模式運(yùn)行，功率約為300千瓦，且已累計(jì)運(yùn)行超過2400小時(shí)，足以支持一次火星運(yùn)輸任務(wù)。
為了模擬太空環(huán)境進(jìn)行測(cè)試，研究人員建造了一個(gè)直徑4米、長14米的實(shí)驗(yàn)艙。該實(shí)驗(yàn)艙配備了先進(jìn)的傳感器、真空抽氣系統(tǒng)和散熱裝置，以確保測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性。
值得注意的是，盡管等離子體電力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在軌道發(fā)射階段仍需依賴傳統(tǒng)的化學(xué)火箭，但一旦航天器進(jìn)入指定軌道，該發(fā)動(dòng)機(jī)便能發(fā)揮其最大效用。這項(xiàng)技術(shù)還有望應(yīng)用于行星間貨物運(yùn)輸?shù)奶胀洗?，進(jìn)一步拓展其應(yīng)用范圍。
比里林還指出，這款新裝置的另一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是，等離子體在加速過程中無需被強(qiáng)烈加熱。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的部件和組件不會(huì)經(jīng)歷溫度過載，用于其運(yùn)行的電能幾乎完全轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)能，從而提高了能源利用效率。
據(jù)悉，該發(fā)動(dòng)機(jī)的計(jì)算推力約為6牛頓，在同類項(xiàng)目中處于領(lǐng)先地位。這一推力水平預(yù)計(jì)將能夠滿足星際旅行中的平穩(wěn)加速和減速需求，為未來的太空探索提供強(qiáng)有力的支持。
