新型等离子体推进器可加快太空旅行速度

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  美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室一位名叫法蒂玛-易卜拉希米的研究人员开发出一种新型推进器,可以帮助人类在未来探索太空。这种新型推进器利用磁场使等离子体粒子从火箭背面射出,推动航天器前进。等离子体是物质的第四态,是一种带电的气体。

  这个概念利用磁重联来加速粒子,这是一个在宇宙中发现的自然过程,包括太阳表面。磁重联是指磁场线汇聚,突然分离,然后重新连接,产生大量的能量。研究人员表示,她已经研究这个概念有一段时间了,最初的想法是在2017年提出来的。

  当她思考汽车排气管与实验室的托卡马克装置所产生高速排气粒子之间的相似之处时,就有了这个想法。在操作过程中,托卡马克会产生被称为质子的磁性气泡,以每秒20公里左右的速度移动。易卜拉希米说,这在她看来很像推力。

  目前的等离子体推进器使用电场来推动粒子,只能产生低比速度。在实验室的计算机上进行的计算机模拟显示,新的等离子体推进器概念可以产生速度为每秒数百公里的排气,这比其他推进器快10倍。

  航天器旅程开始时的速度可使宇航员能够到达外星球,从而缩短远距离空间旅行的时间。新型推进器具有更高强度的磁场,可以增加或减少推力,从而实现速度的微调。推进器还可以喷射出等离子体粒子和质子,后者可以增加推进器的动力。新的推进器还可以由重原子或轻原子组成,从而可以根据任务需要调整推力。

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