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从科幻来到现实,天宫号空间站采用“电推进”,这是什么技术?

从科幻来到现实,天宫号空间站采用“电推进”,这是什么技术?
2021年07月16日 09:27 新浪网 作者
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旅游旅行游

  导语:

  6月17日,随着神舟12号飞船与天和号核心舱对接

  ,我国的三位宇航员,

  聂海胜、汤洪波、刘伯明

  先后进入到国际空间站内,这标志着中国人首次入驻到中国空间站,同时,也

  标志着中国进入到空间站时代

  

  由我国自主研发制造的天宫号空间站,自然是应用到多项先进技术,其中,

  最值得一提的就是“电推进”技术

  ,很多人都从科幻电影内了解过这项技术,但现实生活中应用却是闻所未闻

  其实,

  电推进技术就是空间站轨道的维持动力装置

  ,如此一来,空间站的燃料消耗就会低很多,“电推进”技术到底是什么?

  它和传统的推进技术有什么区别?现在发展到什么地步了?今天就让我们了解下电推进技术背后的故事

  

  根据牛顿第三定律,一个作用力的产生,必然会产生一个大小相同

  ,方向相反的反作用力,火箭的推理就是这样产生的

  我们通过往火箭发动机添加燃烧推进器,然后

  形成向后喷出的高速射流来产生推力,从而把火箭送上太空,尽管这样的做法已经持续近一个世纪的时间

  但他却有个非常难受的缺点,那就是

  别看火箭个头很大,但能送上太空的东西,就只有那么一丁点儿

  ,原因就是我们必须要以极快的速度将它推出地球

  

  你可以想象正在起跑的短跑运动员,他们

  要在短时间内跑出更远的距离,因此其中要增加自己的推力,在起步时,用力的向后蹬

  而

  火箭也是类似的原理,但火箭可不同于我们的肌肉,它在释放完推力后,无法恢复,留着只会增加负担,因此只能把燃料推进器抛弃

  ,然后再由二级火箭提供推力,就这样边飞边丢,最后送上太空的东西就只剩那么一点儿了

  传统火箭提供推力的方式并不难理解,靠燃烧丢掉化学推进剂来前进,

  在了解完传统火箭推进方式,再来看看“电推进”技术也就不能理解了

  

  他就是将传统的燃料换成了电,再把某样东西丢掉

  ,

  然后换取反作用力来推动航天器前进

  ,但和传统燃料相比,他要丢到的东西小多了

  而这样东西就是离子,

  它原子得到或失去电子后形成的微粒,采用点推进技术的发动机,哪怕只有一点点燃料也能丢上很久,

  经过持续不断的加速,通过时间累积,让自己的速度变得更快,这就是电推进技术

  了解过电推进技术,

  你一定听说过霍尔推进器,它指的是静电式推进技术

  ,而在电推进技术内,还有

  电磁式和电热式

  ,但他们的原理都差不多

  

  今天我们就来讲解下电推进技术的宠儿——

  霍尔推进器

  ,它是目前最先进的电推进发动机,基本被应用在火箭发动机上

  它的优势在于无需消耗任何燃料,只需消耗氙

  ,可以用电磁场加速约束电离子,靠环境产生高速离子以及电力推进剂,从而为霍尔推进器提供动力

  这样的动力有多大?

  以NASA最新推出的,镶嵌着3个环的X3霍尔推进器举例

  ,它产生的

  推力约5.4牛顿

  ,这是什么概念?

  

  相当于110张80克的A4纸

  ,

  总重量比一本杂志还要轻

  ,但它的动力这么小,又该如何把火箭送上天呢?各国又为何费时费力的去研究霍尔推进器?

  其实,

  霍尔推进器主要是应用于周期长的太空飞船和在轨卫星的推进,

  依靠传统火箭将航天器推进太空后,

  经过不断加速,对速度累积,最终就能达到80万公里每小时的时速

  随着霍尔推进器的推行,将会改变现有的太空格局

  ,一旦这种发动机被普及开发来,我们探索外太空的距离,就会再次扩大,飞行器也能飞出更远的距离

  

  我国在几十年前就看清楚未来的局势,于是,

  大力推进并进行研究,如今,已经进入实践阶段,在我们的天宫号空间站上就配备着4台霍尔电推进发动机

  ,而这项技术的应用,也将掀起太空动力的变革,接下来就让我们拭目以待吧

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