科普 | 氙气推动火箭 2024-05-11 02:44:30 图注:在氙推进剂上运行时,引擎羽流呈现一种亮蓝色你知道吗?尽管离子推进器是未来航天器的一种很有前途的推进方法,其工作寿命却受其所能携带的推进剂数量所限。不过现在,欧洲宇航局(ESA)的科学家们已经试验了一种新型的“吸气式电推进器”。它能够在稀薄的空气中运行,有望让卫星在天空中更长久的运行、以及减少阻力。 其基于霍尔推进器而设计,即利用电场和磁场来电离气体(通常为氙气),然后将这些粒子喷射出来,以产生推力。与传统火箭相比,这种推进方式在清洁、安全、燃油效率上都要更高,缺点就是产生的推力和加速度并没有那么强大。当然,它更擅长的是长期、缓慢的点火推进应用。在航天器飞往遥远目的地的时候,续航耗费大量的时间。如果采用电推方案,它就可以在几个月、甚至数年的时间里持续加速。早前,NASA 刚刚测试了有史以来最强大的离子推进器之一。 图注:在真空室中等待测试的全新吸气式推进器原型打破了多项记录的 NASA X3 离子推进器,有朝一日可能带着人类去火星。不过这项技术也适用于近地空间,毕竟一旦进入轨道,卫星就不需要太疯狂的推力,而是保持长期的稳定。ESA 的重力场和稳态卫星( GOCE )即基于一台电推进器(有四年历史),不过 2013 年末的时候,它在机载推进剂耗尽之前,于重新进入大气层时被烧毁。 图注:吸气式电推进器工作原理图解在新设计中,团队主要想搞定一个问题 —— 不是携带有限的燃料,而是从周边稀薄的空气中汲取来源。吸入之后,空气分子会被压缩、热化、电离(赋予一个电荷),然后被加速喷射出来(以提供推力)。 图注:用于本次测试的一套完整系统ESA 研究员 Louis Walpot 表示:“项目从一种在海拔 200 公里(124 英里)的地球上层大气中汲取空气分子作为推进剂的新颖设计着手,其典型速度为 7.8 公里/秒(4.8 英里/秒)”。 图注:搭载电推进器的新式卫星的概念想象图这种类型的吸入式电推进器有望让卫星在轨道上工作更长的时间,但这并不是它的唯一优势。GOCE 携带了 40 公斤(88 磅)的氙推进剂,鉴于重量对航天器的影响很大,所以放弃这点会很有价值。老式卫星配备了一种复杂的降低空气阻力的系统,但新式的推进器完全不需要这种。经过广泛的模拟计算,研究小组在真空室中建造了一个模型,并且模拟了海拔 200 公里(124 英里)的环境。 图注:在真空测试中被点燃的电推进器首次“点火”测试采用了可靠的氙推进剂,输入的空气分子被一个粒子流发生器冲撞到该装置上,以确保推进器能够重复点火。达成之后,团队又换了一种氮氧空气混合物。 图注:淡紫色表明该引擎运行于空气分子环境下Walpot 表示:“当看到引擎羽流的颜色从蓝色变成淡紫色时,我们就知道已经取得了成功。最后,为了验证这个概念的可行性,系统仅采用了大气推进剂来反复点火”。本文转载于【科学解码】,如有侵权请联系:Jo0729,承诺三天内删除。中科富海 赞 (0) 相关推荐 只够推动一张纸,中国霍尔推进器,为何能推动22吨重的空间站? 自今年四月发射升空以来,重达22.5吨的天和核心舱已经在太空中飞行了大约半年的时间.目前,三艘飞船对接于天和核心舱,分别是天舟二号.天舟三号以及神舟十三号,空间站上面还生活着三位航天员. 在天和核心舱 ... 国产顶级霍尔推动器,世界级领先水准!太空旅游不再是遥远的梦 中国航天科技801所最新研制的霍尔推进器 在持续高达8小时的点火 总计在轨点火时间长达50小时之后 成功宣告我国在霍尔推进器领域 取得了从"毫牛级"到"牛级"的 ... 不用燃料剂,改用电推进,天宫空间站的科幻推进器是怎么工作的? 天宫空间站是中国自主研发建设的大型空间站,预计会在2022年前后建成,天宫空间站的建造标志着中国的航天事业从此迈入了"空间站"的时代. 这个可以长期驻留3人的大型空间站涉及到了很多 ... 物理学家提出新型磁重联火箭推进器概念 或能将宇航员送往火星 据外媒New Atlas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Fatima Ebrahimi开发的一种新的火箭概念,利用磁场产生推力,前往火星的载人任务可能会更 ... 失眠障碍的网络科普教育推动与实践_张斌 失眠障碍的网络科普教育推动与实践_张斌 科普|长七火箭如何成为天舟货船“专属座驾” 2021年5月16日清晨,海南文昌航天发射场垂直总装测试厂房的大门缓缓开启,搭载天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭逐渐展露真容,经垂直转运后顺利进入发射区. 搭载天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载 ... 【科普】图解火箭的原理和结构(The principle of rocket) 我们都知道牛顿 第三定律,即作用力与反作用力定律.在航空领域里,火箭就是应用牛顿第三定律的杰出代表.火箭正是靠着燃料推力产生的反作用力而冲上云霄的.火箭飞行的另 一个重要依据就是动量守恒定律.燃气喷发 ... 科普|为什么在文昌看火箭 北纬19度左右,三面环海的滨海小城海南文昌市因为航天发射场而变得备受瞩目.自2016年文昌发射场在龙楼镇建成投入使用以来,包括"天问一号"火星探测器和"嫦娥五号" ... 科普向:5分钟理解火箭筒、无后坐力炮、火箭推进榴弹的区别 前两天我发了个室内打RPG-7的倒霉孩子动图,然后看到评论区各种说法都有,比方有烤熟说,有熏眼说,所以这篇狗子也特地做个科普,和大家简单说就说几种单兵筒子的区别.内容很基础,大佬们蹭蹭就行了~ 我们先 ... 科普|火箭残骸都去哪儿了? 2021年5月9日10时24分,长征五号B遥二运载火箭末级残骸已再入大气层,落区位于东经72.47°.北纬2.65°周边海域.经监测分析,绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁. 4月29日,搭载中国 ... 科普|氢氧发动机,“硬核”火箭动力源 近期,长征五号B运载火箭大推力氢氧发动机顺利完成了一次型号可靠性试车.这次试车进一步验证大推力氢氧发动机的能力,为长征五号B运载火箭执行空间站任务奠定基础. 试车现场 氢氧发动机是火箭发动机发展的主要 ... 湖北中医药大学马骏:推动中医药科普进校园的五条建议 果雪儿国学教育频道 主播:朱丽 要始终把满足人民群众对中医药服务的需求作为出发点和落脚点,提升群众的中医药获得感. 为此,日前在京参会的湖北中医药大学马骏教授认为,应当重点推进以下几方面的工作: 在基 ... 推力只有80毫牛的发动机,如何推动天宫空间站?|推进器|火箭|粒子|燃料 出品:科普中国 制作:谢竟成(科学有段子) 监制:中国科学院计算机网络信息中心 2021年6月17日,神舟十二号成功发射,并与中国空间站的天和核心舱完成对接.而在核心舱之中,有多项技术达到了世界前列水 ...