什么是霍爾推進器，霍爾推進器需要消耗惰性氣體嗎 _推進器

什么是霍爾推進器

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1、霍爾推進器中的陷阱電子置于磁場中可電離所攜帶的推進劑。霍爾推進器包括穩(wěn)態(tài)等離子體推進器（StationaryPlasmaThruster，SPT，也叫做霍爾效應推進器）和帶陽極層推進器（TAL）兩種。
2、典型的霍爾推進器的工作原理。交叉電磁場捕獲從陰極發(fā)射的電子，電子繞磁力線旋轉(zhuǎn)并在放電區(qū)內(nèi)作角向漂移，此角向漂移的電子電流稱為霍爾電流。而角向漂移是交叉的徑向磁場與軸向電場作用的結(jié)果(即霍爾效應) 。
3、這便是霍爾推進器得名的原因。角向漂移電子與通過陽極進入環(huán)形放電室的推進劑分子發(fā)生碰撞后電離，形成等離子體，其中離子在電磁場的作用下沿軸向加速，并高速噴出，從而產(chǎn)生推力。
霍爾推進器需要消耗惰性氣體嗎在航天器推進中，霍爾推力器是離子推力器的一種。空心陰極是霍爾推力器的電子源和中和器，推力器工作時空心陰極首先預熱產(chǎn)生電子，電子在電場的作用下進入放電室碰撞氙推進劑并使其電離為氙離子，氙離子經(jīng)過高壓電場的加速噴出產(chǎn)生推力，同時空心陰極產(chǎn)生的另一部分電子中和噴出的離子，保持推力器羽流的電中性。
【什么是霍爾推進器，霍爾推進器需要消耗惰性氣體嗎】氙氣的原子量大，容易被電離，而且它沒有放射性，所以更適合被用作離子推進器的反應劑。原子的質(zhì)量大這一點也很關(guān)鍵，這意味著加速到同等的速度下，質(zhì)量更大的原子核所擁有的動量就越大，因此在噴射出去的時候，它給推進器提供的反作用力就越大，推進器的推力就越大。
20年內(nèi)將人類送上火星的新推進器是什么

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在近日的測試中，由密歇根大學科研人員、美國宇航局和美國空軍三方共同研發(fā)的新型X3推進器已經(jīng)打破記錄。這項技術(shù)有望將人類送去火星。
X3是一種霍爾推進器，其工作原理是用離子流推進宇宙飛船。在工作過程中，推進器中的等離子體會被釋放出去，為推進器提供動力。NASA稱，與以化學材料為主要動力源的推進火箭相比，這種離子推進器在速度上有非常大的提升。
一個以化學燃料為動力的火箭的最快速度可達到每秒近5公里。而這種大型霍爾推進器的速度最高可達到40公里/秒。這種顯著的提高為類似火星之旅等的長途太空旅行創(chuàng)造了條件。事實上，項目負責人預測，有了這樣的離子推進器技術(shù)，人類很可能在接下來的20年內(nèi)登陸火星。
除了速度的優(yōu)越性之外，離子發(fā)動機也比以化學燃料為動力的同行們更高效。在消耗同等推進燃料的前提下，離子推進器可以運送更多的人員，并在太空中航行更遠的距離。此項目的領(lǐng)銜研究員Gallimore說，在消耗同樣燃料的前提下，離子推進器的航程是化學燃料推進器的10倍。
當然，科學家還推出了許多其他形式的深度太空航行計劃。以化學燃料為主要動力源的推進器的劣勢在于它必須把化學燃料攜帶到太空中去——推進器的質(zhì)量因此增大，燃料的需求相應增大，以此類推。另外，名為Bussard的沖壓式噴氣發(fā)動機是一種熱核火箭，它配有一個能夠收集散布于太空中的氫原子的巨型斗，這意味著它整個旅途都能收集燃料，在理想情況下可以達到光速。
科幻小說愛好者們可能會覺得“曲速引擎”等形式的超光速飛行只是一種美好的幻想。根據(jù)相對論，在宇宙中，任何物體的移動速度都不可能超過光速。然而，從技術(shù)層面來說，如果我們能夠把過去和未來的時空結(jié)構(gòu)分別融合或延展，我們的移動速度就可以比光速快。但，目前的科學共識就是：我們遠不能達到這樣的技術(shù) 。
紅色的星球，綠色的光
最近的測試表明，X3推進器可以在超過100KW的功率下運行，推力達到5.4牛頓——這是目前離子推進器能到達的最強推力。同時，這也打破了最大功率輸出和運行電流的記錄。
這項技術(shù)似乎已步入正軌，有望在未來20年內(nèi)把人類送上火星。但這并不意味著這個推進器沒有短板。
與化學燃料的火箭相比，離子推進器的推力很小。這意味著，要達到和化學燃料推進器相同的加速度，它需要更長的時間。因此，這一設(shè)備并不適用于發(fā)射。
然而，工程師們正嘗試改善X3的設(shè)計以緩和相關(guān)問題。他們使用來自多種渠道的離子，而不是只用單一的離子。但目前的挑戰(zhàn)是生產(chǎn)一款功率夠大且結(jié)構(gòu)緊湊的發(fā)動機。因為大多數(shù)霍爾推進器均便于提起和攜帶，而X3的移動卻動用到起重機。
2018年，研究團隊將繼續(xù)進行相關(guān)測試，在測試中X3將會連續(xù)工作100小時。同時團隊還將開發(fā)防護體系，預防離子摧毀推進器的墻體。這樣一來，推進器將能連續(xù)工作更長的時間，甚至是好幾年。