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回收太空垃圾做燃料的离子推进器

2016-10-10   标签:发明 环保 能源    来源:abc.net.au
离子推进器是一个以取代现有的需要携带大量化学燃料的火箭推进技术。
International Space Station to trial Aussie-designed thrusters that could power journey to Mars

回收太空垃圾做燃料的离子推进器
Neumann博士

这项技术可不得了:往返火星不要中途加油,靠回收太空垃圾做燃料。

毕业于悉尼大学的Paddy Neumann博士和两位来自该校的教授已经发明了一款离子推进器,以取代现有的需要携带大量化学燃料的火箭推进技术。

发明者之一的Marcela Bilek教授说,他们在世纪初就造出了一个系统,“一个由中央触发器和高电离通量触发脉冲的阴极电弧”。

在当时那个阶段,这个机器只有拳头大小,从一个温度贼高的等离子球中透过磁喷嘴以贼快的速度喷射离子。

Bliek教授解释说阴极电弧是一个使用固体燃料——金属——的系统,跟焊弧的工作原理差不多。

“就是把固体烧蚀,然后变成等离子——你们看到的太阳就是这个东西,”她说。

她说,在Neumann博士加入他们之前,这一技术曾用在薄膜上,但是Neumann博士想要知道能否将其用在推进器上。“就是因为它能以贼快的速度喷射粒子,”Bliek教授说。

Neumann博士说他对这项技术开始产生兴趣是在大三那年,当时他在悉尼大学学习物理和工程,参加了等离子物理部的一项特殊研究,他负责测量脉冲弧放电时的电场和磁场强度。

“我帮助他们建造了探测器,完成了测量,” Neumann博士说。 “当时的测量数据显示,钛离子和钛等离子可以在强烈的磁场中以约每秒23000公里的速度运行,所以它们必须要减速才可以。从氢氧火箭推进器尾部出来的粒子,它们的速度是每秒4.5公里。”

这项技术还可以回收太空垃圾,宇宙是我家,环保靠大家。

Bliek教授说在他们的实验里,镁是可以产生最高比冲量的燃料,也是效率最高的燃料。“镁刚好是一种轻金属,在太空材料中广泛运用,”她说。

Bliek教授说下一步就是要在国际空间站上折腾这项技术,可能在2018年末实现。

“我们已经在地球上模拟了宇宙真空进行试验,但只是小型真空系统,所以那将是首次宇宙环境下的实地测试,并且在飞船上实时监视。”

Neumann博士说:“我们的测试会维持尽可能长的时间,最好是整整一年,从而我们能测量它能在多长时间内提供多少推力。会遇到特殊的失效情况吗?随着时间推移它会改变行为吗?会对环境造成破坏吗?只有在太空中实际测试我们才能告诉潜在客户和合作伙伴这些答案。”


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