新的火箭推进器概念利用太阳耀斑背后的机制

时间：2022-06-10 08:25:05 来源：

融合反应器现在可以预期，可以将火箭推进剂带到极高的温度（并且因此高速排气）或驱逐超热等离子体以提供推力。

一种新型火箭推进器，可以通过美国能源部（DOE）普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）的物理学家提出人类到MARS及以外的流行语。

该装置将施加磁场以使等离子体颗粒（连杆是外部），电荷的气体也称为第四种状态，射出火箭的背部，因为守恒的动力，推动了工艺前进。目前的空间验证的等离子体推进器使用电场来推动颗粒。

新概念将使用磁重新连接加速粒子，在整个宇宙中发现的过程，包括太阳的表面，其中磁场线会聚，突然分开，然后再次加入，产生大量的能量。重新连接也发生在甜甜圈形融合（链路是外部）设备中，称为Tokamaks（链接是外部的）。

“我一直在烹饪这一概念，”PPPL主要研究物理学家法蒂玛Ebrahimi，概念的发明者和论文的作者（Link是外部）在等离子体物理学期刊中详细说明了这个想法。“我在2017年有了这个想法，同时坐在甲板上并思考汽车排气和PPPL的国家球员托鲁斯实验（NSTX）创造的高速排气粒子之间的相似性，”实验室目前的旗舰融合设施的先行者“。“在其运作期间，这个Tokamak在叫级别的磁气泡产生距离每秒约20公里，这对我来说很像推力一样。”

聚变是驱动太阳和恒星的力量，它以等离子体的形式结合光元素（由自由电子和原子核组成的热，带电状态，代表可见宇宙的99％），产生大量的能量。科学家们正在寻求在地球上复制核聚变，以提供几乎无穷无尽的电力供应。

使用电场推进颗粒的电流等离子体推进器只能产生低特异性脉冲或速度。但是，在加利福尼亚州伯克利·伯克利国家实验室劳伦斯伯克利国家实验室的PPPL计算机和国家能源研究中心的计算机模拟表明，新的等离子推进器概念可以产生速度数百千克的速度其次，比其他推进器快10倍。

Ebrahimi说，宇宙飞船旅程开始时，宇宙飞船旅程开始时的速度更快，可以将外部行星带到宇航员的范围内。“长途旅行需要数月或数年，因为化学火箭发动机的特定冲动很低，因此工艺需要一段时间才能加快速度，”她说。“但如果我们根据磁重新连接制作推进器，那么我们可以在较短的时间内可以想象地完成长途任务。”

Ebrahimi推进器概念和其他设备之间存在三个主要差异。首先是改变磁场的强度可以增加或减少推力的量。“通过使用更多的电磁铁和更多磁场，您可以实现旋钮微调速度，”Ebrahimi说。

其次，新推进器通过喷射称等离子体颗粒和称为紫离浆的磁性气泡产生运动。纤维素增加了推进的动力，并且没有其他推进器概念包含它们。

第三，与电流推进器概念不同，依靠电场，Ebrahimi概念中的磁场允许推进器内的等离子体组成重或光原子。这种灵活性使科学家能够为特定任务定制推力。“虽然其他推进器需要重气，由氙气制成，在这个概念中，您可以使用您想要的任何类型的气体，”Ebrahimi说。在某些情况下，科学家可能更喜欢轻质气体，因为较小的原子可以更快地移动。

这一概念拓宽了PPPL的空间推进研究组合。其他项目包括大厅推进器实验，该实验于1999年由PPPL物理学家Yevgeny Raitses和Nathaniel Fisch探讨了使用血浆粒子移动航天器的使用。raitses和学生还在调查微小霍尔推进人的使用，使小型卫星称为立方体，在地球轨道上的轨道上更大的机动性。

Ebrahimi强调，她的推进器概念直接从她的研究中源于融合能量。“这项工作受到过去的融合工作的启发，这是第一次提出了卑微和重新连接的空间推进，”Ebrahimi说。“下一步正在构建原型！”

参考：1920日12月21日的法蒂玛埃布拉希米，“血浆物理杂志”的“享用敏锐的重新安排紫蛋白推进器”。
10.1017 / S0022377820001476

对本研究的支持来自于DOE科学办公室（融合能源科学）和实验室指导的研发（LDRD）通过科学办公室提供的资金。

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