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遥遥领先于同业天宫空间站采用的霍尔推进器究竟有多强?

金螳螂建筑装饰股份通讯 2025-03-27 0

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在未来一段韶光内,中国空间站会连续“添砖加瓦”,问天和梦天两个实验舱都会相继与天和空间站对接,而要想坚持空间站正常的轨道,肯定也离不开燃料和推进器,大概有人会想,天宫空间站这么大,所需的助推器和燃料肯定比火箭升空时更大更多。

这种想法是精确的

但天宫空间站的紧张推动力源于一个名叫“霍尔推进器”的东西,它是一种等离子推进器,紧张燃料是氙,空间站上这样的推进器装了四台,不过这四台推进器的推力加起来也只有0.32牛。

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0.32牛是什么观点?

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(图片来自网络侵删)

在地球上连一枚鸡蛋都推不动,由于鸡蛋的重量大约为0.5牛。

目前已知的是天和核心舱自重约为25吨,个中前后对接口分别对接着天舟三号和天舟四号货运飞船,这两个飞船的总重约19.5吨,加上神舟十四号,此时天宫空间站组合体的总重已经达到了50吨。

今年两个实验舱还将连续与核心舱合体,建造完毕后,空间站的总重将达到100吨级的规模,霍尔推进器推力如此眇小,它能让空间站这个庞然大物在太空中安稳运行吗?

答案是肯定可以,由于天宫空间站升空至今毫无问题。

不过,这个小机器到底是什么东西?

它究竟是如何坚持空间站运行的?

科学家称,霍尔推进器在地球上虽然只能推动一张纸,但它蕴含了巨大能量,代表了人类未来的星辰大海之路,能让科学家如此夸赞,它和其他推进器又有什么不同?

从历史上来看

飞机的发明让人类离天空更进了一步,火箭的横空出世圆了人类自古以来的飞天梦,飞机升空可以靠空气流动所产生的升力,火箭起飞要靠推进器,如果大家仔细不雅观察过火箭发射,就一定会把稳到火箭点火时,尾部会喷出燃烧的气体。

这便是传统推进器,靠尾部排出的气体来推动火箭上天,这种推进器的推力非常大,但是也有显而易见的缺陷:由于火箭须要不断战胜重力上升,以是也须要推进器不断喷射,这就导致在火箭的载重中,燃料就占了很大一部分,并且这种喷射办法会对大气造成严重毁坏。

下面我们再来说说霍尔推进器有什么不同

霍尔推进器所采取的霍尔效应,是1879年由美国科学家霍尔创造的,它是一种电磁效应:运动的带电粒子可以在磁场中受到某种浸染从而发生偏转。

反应到霍尔推进器上后

电子从阴极度发射,而后被交叉电磁场捕获,当它被捕获后就会在放电区内漂移偏转,这时推进剂分子将会从阳极进入环形放电室,和正在漂移的电子发生碰撞形成等离子体,在电磁场的浸染下离子高速喷出,从而产生推力。

在这期间氙气会作为助力帮助电离产生加大推力,末了气体以10km/s的速率喷出,有时乃至能达到80km/s。

全体过程没有燃烧,也不须要燃料,它直接由电能喷射的离子流驱动,只须要氙气作为助推剂,以是不会发生燃料就占了很大自重的情形,效率也更高,不过霍尔推进器的推力普遍都很小,一样平常为零点几牛,最大也只有几牛。

虽然地球上用不到它,但太空中的航天器却很须要它

由于天宫空间站的运行轨道险些不受地球引力的影响,大气层到这个高度也非常稀薄,空气摩擦造成的阻力微乎其微,以是在这里空间站基本处于失落重状态,自重约即是0,只要推力大于0,都可以让它动起来。

要坚持空间站的运行,只须要几牛的力就够了,并且空间站时常须要姿态微调,这时大推力的推进器反而不好操作,霍尔推进器就像精准的手术刀,能够对空间站进行细微的操控。

目前来看霍尔推进器虽然上风明显,但仍有许多须要发展的地方,比如它的寿命并不高,由于高能离子会对陶瓷放电室造成强烈堕落,每100小时就会堕落1毫米。

这也就导致了霍尔推进器的寿命常日只有几千小时,再便是用于助推的氙气非常罕有,价格昂贵,导致本钱也很高。

总而言之

霍尔推进器未来还有很大的进步空间,但对付人类来说,已经是航天的一大进步了,它让我们在太空中翱翔时有了更充足的动力,支持我们探索得更久,未来科学家还会努力占领技能难题,把人类送到宇宙更深更远的地方,完成终极的星辰大海之梦。

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