美科学家展示了一种用于深空探索的新型火箭

对深空探索日益增长的兴趣引发了对强大的长寿命火箭系统的需求，以驱动航天器穿越宇宙。美国能源部 (DOE) 普林斯顿等离子体物理实验室 (PPPL) 的科学家们现在已经开发出一种称为霍尔推进器的等离子体推进系统的微小改进版本，它既可以增加火箭的寿命，又可以产生高功率。

由等离子体驱动的微型系统——由自由漂浮的电子和原子核或离子组成的物质状态——直径仅一英寸多一点，消除了等离子体推进器周围壁，以创造创新的推进器配置。这些创新包括在 PPPL 首次提出和研究的圆柱形霍尔推进器，以及完全无壁霍尔推进器。这两种配置都减少了由限制推进器寿命的等离子体壁相互作用引起的通道侵蚀——这是传统环形或环形霍尔推进器的一个关键问题，尤其是用于小型卫星应用的小型化低功率推进器。

广泛研究

圆柱霍尔推进器是由 PPPL 物理学家 Yevgeny Raitses 和 Nat Fisch 于 1999 年发明的，从那时起，实验室的霍尔推进器实验 (HTX) 一直与学生一起研究。PPPL 设备也在韩国、日本、中国、新加坡和欧盟等国家进行了研究，韩国和新加坡正在考虑飞行它们的计划。

虽然无壁霍尔推进器可以最大限度地减少通道侵蚀，但它们面临着等离子推力羽流广泛加宽或发散的问题，这会降低系统的性能。为了减少这个问题，PPPL 在其新型无壁系统上安装了一项关键创新，采用分段电极的形式，这是一种同心连接的电流载体。这项创新有助于增强火箭推力。

研究成果发表在《应用物理快报》上。

新装置有助于克服无壁霍尔推进器的问题，该推进器允许等离子体推进剂以广角从火箭发射。使其成为更好的航天器整体推进器。

这些发展通过在更小的体积中塑造更多的推力来增加推力的密度，这是霍尔推进器的一个关键目标。分段电极的另一个好处是减少了称为呼吸模式振荡的等离子体不稳定性。

新的高推力密度火箭对微型立方体卫星或立方体卫星特别有益。

这项工作的支持来自美国能源部科学办公室。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com