商業(yè)公司在軌測試新型碘基等離子體推進器

2021-11-19 09:23:57來源：cnBeta.COM 關鍵詞：離子體推進器閱讀量：24544

導讀：碘在加熱時很容易形成一種紫色的氣體。在較低的壓力下，它將直接從固體變成氣體，這個過程被稱為升華。

　　大多數人可能通過碘作為消毒劑的作用而熟悉碘。但是，如果你在高中化學課上一直保持清醒，那么你可能看到過加熱碘粉的演示。因為在大氣壓下，它的熔點和沸點非常接近，所以碘在加熱時很容易形成一種紫色的氣體。在較低的壓力下，它將直接從固體變成氣體，這個過程被稱為升華。

　　事實證明，這可能使它成為高效航天器當中離子推進器的完美燃料。一家名為ThrustMe的商業(yè)公司聲稱，已經首次在太空中展示了一個以碘為動力的離子推進器。目前在太空中推進效率冠軍是離子推進器，它現在已經在一些航天器上使用。它的工作原理是利用電力(通常由太陽能電池板產生)從中性原子上剝離一個電子，形成一個離子。然后一個電氣化的網格利用電磁相互作用，將這些離子高速排出航天器，產生推力，最終提供的速度比化學推進劑高一個數量級。

　　離子推進器使用更少的材料來產生相同數量的推力，而且，如果有足夠的時間，可以很容易地產生同等的加速度。碘似乎是常用氙的理想替代品。它在元素周期表上緊挨著氙，并且通常作為由兩個碘原子組成的分子存在，所以它有可能產生更多的推力。它甚至比氙更容易電離，失去一個電子的能量要少10%。而且，與氙不同的是，它在相關條件下很容易作為固體存在，使儲存變得更加簡單。只要稍加加熱就能將其轉化為離子發(fā)動機工作所需的氣體。

　　碘最大的缺點是它具有腐蝕性，這迫使離子推進器在與它接觸的大部分材料中使用陶瓷。推進器的設計包括一個充滿固體碘的燃料庫，可以用太陽能電池板驅動的電阻加熱器加熱。碘本身在一個多孔的氧化鋁材料內，使它不會因發(fā)射過程中的振動而碎裂，燃料箱通過一個小管子與電離室相連；當系統(tǒng)在使用后被冷卻時，足夠的碘會在這個管子里凝固，將燃料與外界隔離。

　　一旦進入電離室，碘氣就會受到電子的轟擊，這將把其他電子撞開，形成一個等離子體。然后附近的電網將正離子從這個等離子體中加速出來，產生推力。電子被從等離子體中提取出來并注入離子束，以保持一切電中性。熱量提取器被連接到電子裝置和碘管的壁上，當推進器發(fā)射時，熱量被重新循環(huán)到碘燃料中。

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