人類對殖民火星感興趣！平均而言，火星距離地球大約2.253億公里。即使距離最近的時候，它離地球仍然有5630萬公里。使用傳統(tǒng)的化學(xué)火箭將我們送到火星至少需要7個月的時間，有沒有什么辦法能讓飛得更快？

為了取代傳統(tǒng)的火箭燃料，科學(xué)家和工程師們轉(zhuǎn)向了等離子火箭，從而將我們推進到更遠(yuǎn)的外太空。在這種火箭中，推進劑氣體變成了等離子體，然后被電場從引擎的后部推出去，從而向航天器提供推力。

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這些火箭需要在外太空中工作，因為地球表面附近的空氣密度降低了等離子體中產(chǎn)生推力所需的離子的加速度，所以我們實際上不能使用它們從地球上發(fā)射出去。

目前在太空中經(jīng)常使用的有兩種等離子發(fā)動機，霍爾推進器就是其中之一。在這個裝置中，電場和磁場以垂直的方式設(shè)置在腔室中。當(dāng)電流通過這些場時，電子開始以超快的速度繞圈旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推進劑氣體被噴射到設(shè)備中時，高速運動電子將原子中的電子撞出來，形成了一個等離子體。這些離子從引擎后面被噴射出來，產(chǎn)生推動火箭前進所需的推力。

雖然電離和離子加速的兩個過程是分步驟進行的，但它們發(fā)生在引擎的同一空間內(nèi)。霍爾推力器可以為使用的輸入功率產(chǎn)生大量推力，因此它們的運行速度非?？臁５撬鼈兊娜加托适怯邢薅鹊?。

另一種更省油的等離子發(fā)動機是網(wǎng)格離子發(fā)動機。在這種常用的裝置中，電場和磁場沿發(fā)動機室壁分布。當(dāng)施加電能時，高能電子在磁場中沿著磁場壁振蕩。與霍爾推力器類似的方式是，電子能夠?qū)⑼七M劑氣體電離成等離子體。為了創(chuàng)造推力，在腔室的末端放置了電網(wǎng)，以加速離子的釋放。在這個引擎中，電離和加速發(fā)生在兩個不同的空間。

盡管網(wǎng)格離子發(fā)動機比霍爾推進器更省油，但其缺點是單位面積無法產(chǎn)生同樣多的推力。根據(jù)他們想要完成的工作類型，科學(xué)家和航空航天工程師會選擇更適合任務(wù)的發(fā)動機。

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傳統(tǒng)化學(xué)火箭已經(jīng)很棒了，但它們也有其局限性?；鸺剂戏浅Ｖ?，而且效率非常低，不能提供足夠的推力來快速到達(dá)目的地。在離開地球進入軌道的過程中，燃料基本上已經(jīng)使用完了，所以剩下的時間基本上都是無動力飛行。

等離子火箭使用的燃料要比這些傳統(tǒng)引擎少得多，例如從地球軌道到月球軌道只需要113升的氣體?。等離子體火箭逐漸加速，可以在23天內(nèi)達(dá)到每秒55公里的最高速度，這是任何化學(xué)火箭的4倍?。旅行時間越短，宇航員暴露在輻射下、骨質(zhì)流失和肌肉萎縮的風(fēng)險就越小。


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