俄羅斯國家原子能公司（Rosatom）近日宣布了一項革命性的太空技術突破：一種名為等離子體電力火箭發(fā)動機的新型推進系統(tǒng)。這款發(fā)動機據(jù)稱能夠在僅僅一到兩個月的時間內(nèi)，將航天器迅速送達火星，相較于傳統(tǒng)火箭技術，這無疑是一個巨大的飛躍。
這款發(fā)動機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報道，該技術的核心在于兩個電極之間的高電壓，通過這一設置，帶電粒子得以加速并產(chǎn)生強大的推力。特羅伊茨克科學研究所的初級研究員葉戈爾·比里林解釋稱，當帶電粒子在電極間穿梭時，電流會產(chǎn)生磁場，將粒子推出發(fā)動機，從而實現(xiàn)定向運動和推力。
等離子體推進技術的速度優(yōu)勢顯而易見。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，得益于電磁場對帶電粒子的加速作用，而非燃料燃燒。
除了速度上的優(yōu)勢，等離子體電力火箭發(fā)動機還能顯著降低宇航員在星際旅行中面臨的宇宙輻射風險。更短的火星之旅意味著宇航員將減少在太空中的暴露時間，從而降低潛在的健康風險。
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)動機的實驗室原型，并計劃進行廣泛的地面測試。這一原型將用于完善發(fā)動機的運行模式，并為預計在2030年完成的飛行模型奠定基礎。項目科學顧問康斯坦丁·古托羅夫透露，發(fā)動機以脈沖周期模式運行，功率約為300千瓦，且已累計運行超過2400小時，足以支持一次火星運輸任務。
為了模擬太空環(huán)境進行測試，研究人員建造了一個直徑4米、長14米的實驗艙。該實驗艙配備了先進的傳感器、真空抽氣系統(tǒng)和散熱裝置，以確保測試的準確性和可靠性。
值得注意的是，盡管等離子體電力火箭發(fā)動機在軌道發(fā)射階段仍需依賴傳統(tǒng)的化學火箭，但一旦航天器進入指定軌道，該發(fā)動機便能發(fā)揮其最大效用。這項技術還有望應用于行星間貨物運輸?shù)奶胀洗?，進一步拓展其應用范圍。
比里林還指出，這款新裝置的另一個顯著優(yōu)點是，等離子體在加速過程中無需被強烈加熱。因此，發(fā)動機的部件和組件不會經(jīng)歷溫度過載，用于其運行的電能幾乎完全轉化為運動能，從而提高了能源利用效率。
據(jù)悉，該發(fā)動機的計算推力約為6牛頓，在同類項目中處于領先地位。這一推力水平預計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有力的支持。
