其设计的一大优势是 “无电极”—— 电极是其他离子推进器设计中的常见薄弱环节,容易因使用而受到侵蚀。
脉冲感应推进器的工作流程如下:
1. 推进器的喷管向一个扁平的电磁线圈喷射少量气体;
2. 一组电容器在极短时间内(仅几微秒)向电磁线圈施加数千伏的高压脉冲;
3. 高压脉冲使气体电离,并使电离后的气体(等离子体)向与初始喷射方向相反的方向做圆周运动;
4. 等离子体沿垂直于磁场的方向流动,这一状态非常适合洛伦兹力对其进行加速,并将其高速(数十千米 / 秒)推向航天器后方,产生推力。
此外,脉冲感应推进器还具有以下特点:
· 可扩展性:能够扩展到更高功率,例如兆瓦级系统可实现每秒数百次的脉冲频率,从而产生相当可观的推力;
· 推进剂兼容性:对推进剂的要求不高,水、二氧化碳、氨、氢、氩、氙等物质均可作为推进剂。
这一特性使其在火星任务中极具吸引力 —— 航天器在火星轨道运行时,可通过收集火星富含二氧化碳的大气来补充推进剂。
加粗 - 量子真空推进器
量子真空推进器(简称 Q Thruster)是一种基于卡西米尔效应和量子力学原理的假想航天器推进器。
根据当前的物理学认知,在量子尺度上,空间中存在着持续的电磁波动,虚粒子会不断地 “凭空出现” 又 “瞬间消失”。我们在《反物质工厂》节目中详细讨论过这一现象,解释了虚粒子与夸克 - 反夸克对相互作用的过程。
简而言之,我们通常所说的 “太空真空”—— 即不含任何普通物质且与外界辐射隔绝的空间 —— 并非绝对的 “空无一物”,而是一种 “假真空”。在这种假真空中,电磁波动和虚粒子的 “涨落” 始终存在,它们虽然存在时间极短,但数量庞大,形成了持续的能量密度。
如果你听说过 “卡西米尔效应”,就会知道:当我们将两块非常平整、不带电的导电板放置在仅相距几纳米(仅能容纳几个原子)的位置时, ptes 之间会产生一种微弱的排斥力或吸引力(具体方向取决于 ptes 的排列方式)。
在普通介质(如水)中,这种波动效应是存在的,但根据传统认知,真空(空无一物的空间