美国宇航局为未来火星任务开发的推进器，在最近的测试中打破了几项记录
美国宇航局未来的火星任务项目组成员说，这个最近正在开发的推进器在最近的测试中打破了几项记录，表明这项技术将在未来20年内可以将人类快速带到红色的星球上。
X3n推进器是由密歇根大学的研究人员与美国宇航局和美国空军合作设计的，它是霍尔推进器--一种通过加速带电原子流(即离子)来推动宇宙飞船的系统。密歇根大学的研究小组和NASA的代表称，最近在美国宇航局的俄亥俄州格伦研究中心进行的演示中，X3打破了迄今为止霍尔推进器最大功率输出、推力和运行电流的记录。
“我们已经证明X3能以100千瓦的功率运转。”领导该项目的Alec Gallimore在接受Space.com采访时说。“它的功率范围很大，从5千瓦到102千瓦，电流高达260南培。它产生了5.4牛顿的推力，这是迄今为止等离子体推进器所达到的最高水平。“
根据学校的数据，之前的记录是3.3牛顿。霍尔推进器和其他类型的离子发动机使用电(通常由太阳能电池板产生)将等离子体--一团带电粒子--从喷嘴中排出，从而产生推力。这项技术可以将航天器推进到比化学推进火箭更快的速度。
这就是为什么研究人员对离子推进在长途太空旅行中的潜在应用如此感兴趣。Gallimore说，化学火箭所能达到的最大速度约为每秒5公里，而霍尔推进器每秒可获得40公里的飞行器。 离子引擎特点是加里莫尔所称的“每加仑英里”的比率。他说，霍尔推进器驱动的宇宙飞船，将用比化学火箭少得多的推进剂，将货物和宇航员送到火星。(离子推进器的一种常见推进剂是氙气； 事实上，目前环绕矮行星Ceres运行的NASA黎明号航天器使用这种气体。)
“你可以认为电力推进比化学推进每加仑里程多10倍。”。Gallimore告诉Space.com媒体。
然而，据美国宇航局称，离子推进器的折中之处在于它们的推力很低，因此必须在很长一段时间内才能将航天器加速至高速。(此外，离子推进器不够强大无**服地球的引力，因此不能用于发射航天器。)
“化学 推进系统可产生数百万千瓦的电力，而现有的电力系统只能达到3至4千瓦。”加利莫尔说。他补充说，商业上可用的霍尔推进器几乎没有强大到足以推进载人火星航天器的程度。
“我们人类探索所需要的是一个系统，它可以处理50万瓦甚至500万瓦，甚至千万瓦。”加里莫尔说。
这就是X3出现的原因。Gallimore和他的团队正在解决电源问题，方法是让推进器比其他系统更强大，并开发一种设计来解决这项技术的一个缺点。
“我们最近想到的另一个办法，不是只有一个等离子体通道，等离子体从推进器中耗尽，产生推力，而是在同一个推进器中有多个通道，”Gallimore说，“我们称它为嵌套通道。”
根据加里莫尔的说法，使用三个通道，使工程师们能够使X3比等效的单通道霍尔推进器要小得多，更紧凑。
密歇根大学的团队从2009开始与空军合作开发这项技术。首先，研究人员开发了一种双通道 推进器X2，然后再转向功能更强大的X3，它有三个通道。 2016年2月，该团队与加州火箭制造商AerojetRocketdyne合作。新型电力推进系统的研制命名为XR-100，用于NASA的下一个 空间技术的探索伙伴关系，或NextSTEP计划。X3 推进器是XR-100系统的核心部分。
密歇根大学博士斯科特·霍尔(ScottHall)在过去五年里一直在从事X3项目，他说，由于推进器的尺寸，这项工作具有相当大的挑战性。霍尔说：“它很重，有500磅(227公斤)。直径几乎是一米。大多数霍尔推进器都是一两个人可以拿起 携带的那种东西。我们需要一台起重机来移动X3。”
明年，该团队将进行一项更大的测试，目的是证明推进器全速工作100小时。加利莫尔说，工程师们还在设计一种特殊的磁屏蔽系统，它将使等离子体远离推进器的墙壁，防止损坏，并使推进器能够在更长的时间内可靠运行。加利莫尔表示，如果没有屏蔽，X3飞行版可能会出现问题 运行几千小时。加里莫尔表示，磁屏蔽X3，能在几年内全速运行。
4图
