中国的霍尔推进器只能推一张纸，为何让全网炸毁？它代表着星辰大海

中国的霍尔推进器只能推一张纸，为何让全网炸毁？它代表着星辰大海

你可能不知道，我们空间站上的推进器产生的动力只能推动一张纸。

有人会说，这一定是胡说八道。 空间站这么大的飞行器，螺旋桨怎么会这么弱？

其实不仅是我国的空间站，还有很多人类在太空中建造的飞行器，其螺旋桨的功率并没有我们想象的那么大。

为什么火箭喷出的螺旋桨火花，在太空中到达空间站时螺旋桨却那么微弱？

这是因为太空环境与地球完全不同，有时候一个小小的力量就能改变飞船的方向。

火箭推进

空间力量

空间站虽然利用地球引力环绕飞行，但有时需要改变运行方向，所以不得不使用自带的螺旋桨。

很多人认为空间站这么大，驱动它肯定需要很大的动力。

这个想法在地球上是正确的。 例如，发射天宫空间站的火箭需要燃烧燃料才能产生巨大的推力； 但在太空中，根本不需要这么庞大的力量。

我国的天宫

首先，空间不会受到重力的影响，是完全失重的状态。 如果没有外力或力处于平衡状态，飞行器将保持静止或以匀速直线运动。

这时，任何外力作用都可以产生加速度，改变物体的运动状态。

其次，太空中没有空气阻力，不需要在这些地方消耗额外的能量，供给的能量可以转化为动能。

失重

阿波罗11号登月时，NASA怕燃料不够，给登月舱带了很多燃料，但只用了一半。

最后，太空中使用的推进器不使用燃料。 太空是真空环境，无法点燃。 如果要点火，需要携带助燃剂，这样会导致携带的物品太重。

要知道天上的航天设备，越轻越好，绝对不会多带一克的。

如果使用燃料的话，那么我们现在的天宫系列至少要重一倍。

因此助推器 星空，空间站的驱动是靠电磁作用驱动，利用霍尔效应，故称为霍尔推进器。

空间站的负载能力需要仔细计算

霍尔推进器

电子进入磁场后会发生偏转，使电子落在某一区域，形成电位差，这是电流产生的必要条件。

也就是说，只要将磁场带入太空，就可以产生电能。 如果用电流来加速粒子，可以获得高速粒子流。

霍尔推进器的原理是利用磁场加速粒子产生一股带有能量的粒子流，从一个地方喷射出来提供动力。

霍尔效应和霍尔

虽然叫粒子流，速度还是很高的，但是因为粒子的质量太小，产生的能量只能推动地球上的一张纸。

但是，如果将它放在宇宙真空中，则可以推动一个巨大的空间站移动。

霍尔推进器的粒子来自一种稀有气体——氙气，用它制成的氙气灯是市场上流行的照明装置。

氙极易电离，氙灯工作电流仅需3.5A，会产生白色超强弧光，类似于白天的阳光。

我们普通汽车的前大灯都是充满氙气的，这样可以在漆黑的夜晚照亮前方的道路。

汽车上的氙气灯

霍尔推进器中加入了氙气，只需要给它一个电压就可以使其电离，产生带电粒子。

然后用电流加速，用磁场控制粒子运动轨迹，最后被抛射形成一个驱动力。

粒子的速度可以通过内部电流来控制，从而控制喷射粒子流的能量，从而调节推进力。

这种推进器不仅可以用在空间站上，还可以用于小行星探测。 霍尔推进器也可用于未来的月球和火星基地。

可以说，人类未来的星辰大海，离不开霍尔推进器。

航天器霍尔推进器

我们空间站的霍尔推进器由两部分组成。 一是它的电场，通过太阳能电池板，将太阳能转化为电能。

此外，核心内部还有一个备用电池，当太阳能电池板发生故障或恰好运行到背对着太阳的位置时，可以及时为推进器供电。

另一部分是螺旋桨的磁场，它不是用磁铁安装在地球上的，而是一个可以通电磁化的电磁铁。 电力也来自太阳能和备用电池。

空间站上的太阳能电池板

电磁铁的优点是可以通过控制电流来控制磁场的大小，从而改变粒子的偏转。 这比安装固定磁铁更灵活。

很多人可能认为Hall是一项新技术，其实不然。 它最初是由前苏联工程师齐奥尔科夫斯基为高海拔地区发明的。

直到1950年代至70年代，美苏进行太空竞赛，看重霍尔效应的节能性，才大力发展霍尔推进器。

然而，霍尔推进器并不完美，它还有几个弱点需要改进。

当霍尔推进器与它一起工作时

霍尔推进器的改进

首先是霍尔推进器使用的粒子源，来自氙气的电离。

氙气虽好，但含量太少。 它是一种稀有气体，它在大气中的含量几乎可以忽略不计。

人体的氙气主要来自核裂变，原子弹爆炸现场会诞生氙原子，而氙气来自大质量原子的裂变反应。

这些来源使氙气非常昂贵。

科学家们曾尝试使用其他稀有气体，例如更便宜的氪气而不是氙气，这些气体已用于 Space X 的星链项目。

昂贵的氙气

其次，霍尔推进器的寿命很短，而高能离子束能量巨大，与急流的水柱有着同样的“切割”效果。

所以每100个小时，霍尔推进器就会被“腐蚀”1毫米。 按照大多数霍尔推进器的尺寸，使用寿命都在几千小时，甚至更短。

霍尔推进器寿命结束后就会报废，整个飞船要么更换设备，要么直接报废。

从此前各国对空间站的态度来看，人类基本选择放弃。

霍尔推进器保护

最后助推器 星空，霍尔推进器的力突破值太小。

天宫空间站霍尔推进器的推力是1牛顿，之前的推进器推力是零点几牛顿。

如果要实现未来的星海旅行，至少需要比现在大上百倍甚至上千倍。

这对霍尔推进器来说是一个非常大的挑战。

航天器上的推进系统

未来的推进器

在人类所有的推进系统中，火力推进系统仍然是产生最大力量的。

火力推进系统仅限于地球范围内。 在宇宙中使用化学燃料是不现实的，尤其是星际旅行所需要的时间。

比如在太空飞行了40多年的航海者系列探测器，使用的不是化学燃料，而是核电池系统。

核电池又称同位素电池，是利用钚的同位素产生的裂变反应，获取大量的热能，再将热能转化为电能。

核电池使用核裂变

核电池的寿命非常长，正常情况下可以使用60到80年，但由于航海者系列探测器此前执行了大量的天体观测任务，消耗了额外的电量。 年电池耗尽。

没有能量的探测器是游荡的“太空垃圾”，沿着之前的路径移动，直到有新的力施加到它身上，改变它的轨迹。

航海者一号

人类正在测试的推进器X3已经突破了5牛顿大关，达到了5.4牛顿，需要100千瓦的功率，足以在火星上运行。

在去星辰大海之前，我们需要去最近的天体试水。 月球已经登陆，下一步就是火星。

或许这就是为什么霍尔推进器哪怕只能还一张纸也能被大家炸毁的原因，因为天宫的霍尔推进器已经算是现有霍尔系列的天花板了。

探索星辰大海

它的出现，给了人们希望，能够去星辰大海的希望。