J9九游会：流浪地球里的那种推进器 中国获可载入史册的大突破

“人类目前喷得最慢的燃料人组，是液氢和液氧，喷气速度可以超过每秒3500米左右。要突破这个无限大瓶颈，必须靠霍尔效应电推力器，这种设备的喷气速度可约每秒10000米以上，最低可以超过每秒80000米。

”　　《环球时报》前几天用《大突破！拜就完事了》这个标题，来报导中国航天1牛顿霍尔效应电推力器点燃顺利的消息。　　这个事儿，很多网友在评论区回应未知慧凶，我们今天就详尽解释一下，让大家能赞得做事，再行拜个通透。　　霍尔效应电推力器本质上也是一种火箭发动机，归属于电火箭发动机的范畴。　　流浪地球里的行星发动机　　火箭机前进最重要的指标是什么？是一种叫比冲的玩意儿。

我们告诉，在中学物理当中有叫作动量动量的概念，对于火箭来说，往后喷出去多少动量，自己就获得了多少动量。这就是火箭前进的基本原理，最出色的齐奥尔科夫斯基公式就是这么来的。

动量的计算方法是质量除以速度。也就是说，火箭喷出去的物质除以喷气速度就是动量。火箭要是想要飞来得慢，有两个办法，一个是多喷点东西，二个是喷出快一点。似乎，喷出快一点的自由选择较为理想。

因此，人们创建了一个叫作比冲的概念，也就是说，把一千克的推进剂变为燃气喷出去，能产生多少冲量——中学物理还说道了，冲量相等动量。青睐物理的人们平方根就不会找到，比冲的单位和速度不是一样的吗？到底，比冲除以重力加速度就相等火箭喷气的流动速度。　　那么问题就更容易解决问题了，要想要火箭飞来得慢，就得能喷出，抓起喷出！　　人类喷出了几十年，再一不得已地找到一件事，喷得最慢的燃料人组，也不过就是液氢和液氧，喷气速度可以超过每秒3500米左右。

看上去这个数字很不俗，但是考虑到火箭自己还有可观的金属结构、电子系统、要装载的卫星……如果是载人飞行中，还要再加人的肉身和排便用的空气，保持生命用的饮水、食物，3500这个数字过于真是了。　　如果我们要带着地球流浪到比邻星去，液氢液氧是一点可能性都没的。大家等杀吧。

　　然而，电火箭发动机也许可以做。用电场和磁场把离子和电子减缓到极高的速度，从燃烧室喷气过来。

虽然这些微观粒子的质量较小，但速度很慢，某种程度可以构建很高的比冲。　　美国研制的离子推力器　　我们现在最经常辩论的是所谓霍尔效应电推力器和离子推力器。所谓霍尔效应，是1879年美国物理学家霍尔在研究半导体的时候找到的。

闲话少说，它的喷气速度有多少呢？可以超过每秒10000米以上，最低可以超过每秒80000米！离子推力器的比冲某种程度是这个规模，而且这种技术就是齐奥尔科夫斯基本人明确提出的。用这样几十倍于液氢液氧的喷气速度，把地球引回头，还是有期望的。

　　然而电火箭发动机现在的仅次于问题，就是发动机严重不足。无论霍尔推力器还是离子推力器，眼下都只有“推展一张纸”的能力。

绝大多数电火箭发动机的发动机，都不能用毫牛顿来取决于。　　日本隼鸟2号小行星探测器如今正在向地球回航。它的离子推力器堪称当今世界上最先进设备的型号之一，那么发动机有多少呢？只有29.56毫牛。

美国波音公司用在702卫星平台上的离子推力器更加强劲一些，发动机超过了165毫牛之多！　　俄罗斯更喜欢做霍尔推力器，他们出口的SPT-100推力器是国际宇航市场上的抢手货。它的发动机高达83毫牛，感叹真是。　　SPT-100推力器　　嗯！等一下，我们不是在辩论一种一牛顿的发动机吗？那不就是1000毫牛吗？　　电火箭发动机和新能源汽车一样，都要面临电动力系统的普遍性问题，那就是能量密度较低。要超过某种程度的功率，化学自燃所必须的设备质量和体积，要比电力系统较少得多。

我们用一个小小的打火机就能收到火场，要是用电力构建某种程度大小的火焰，必须的发电、电缆、用电设备比打火机可观多了。电火箭发动机面对的问题也一样。数十年来，科学家和工程师们致力于增大用电设备体积和重量，用尽可能小、尽可能重的推力器构建尽可能低的发动机。而一牛顿是个决定性的里程碑，意味著中国可以生产飞行速度更加慢、航程很远的星际飞行器。

我们很难说这是万里长征的第几步，但把它写出入共和国乃至人类文明的史册里，是几乎有适当的。

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