俄罗斯打造等离子体火箭发动机：火星之旅有望缩短至一个月

IT之家 2 月 10 日消息，俄罗斯国家原子能公司（Rosatom）公布了一种等离子体电力火箭发动机，据称该发动机能够在短短一到两个月内将航天器送至火星。据俄罗斯 Izvestia 报道，与传统依赖燃料燃烧的火箭发动机不同，这种创新的推进系统采用了磁等离子体加速器，有望大幅缩短星际旅行时间。

“等离子体火箭发动机是一种电动发动机，基于两个电极。带电粒子在电极之间通过，同时对电极施加高电压。”俄罗斯国家原子能公司特罗伊茨克科学研究所的初级研究员叶戈尔・比里林解释道，“结果，电流产生磁场，将粒子推出发动机，等离子体获得定向运动并产生推力。”

等离子体推进技术能够提供前所未有的速度。在这种方案中，氢气被用作燃料，发动机将带电粒子（电子和质子）加速到每秒 100 公里的速度。特罗伊茨克研究所第一副总干事、科学负责人阿列克谢・沃罗诺夫表示：“在传统动力装置中，物质流的最大速度约为每秒 4.5 公里，这是由于燃料燃烧的条件所限。相比之下，在我们的发动机中，工作介质是被电磁场加速的带电粒子。”

更短的火星之旅不仅会提高效率，还能最大限度地减少宇航员因长期暴露于宇宙辐射而面临的风险。

俄罗斯国家原子能公司特罗伊茨克研究所已经开发出了该发动机的实验室原型。该原型将接受广泛的地面测试，以完善其运行模式，并为 2030 年预计完成的飞行模型铺平道路。项目科学顾问康斯坦丁・古托罗夫表示：“发动机以脉冲周期模式运行，功率约为 300 千瓦。此前，发动机的使用寿命已超过 2400 小时，足以支持一次火星运输任务。”

为了便于测试，研究人员建造了一个专门的实验台，以模拟太空环境。这个直径 4 米、长 14 米的实验舱配备了先进的传感器、真空抽气系统和散热装置。

尽管最初的轨道发射仍需依赖传统的化学火箭，但一旦航天器进入指定轨道，等离子体发动机将被激活。这种技术还可以应用于行星间货物运输的太空拖船。

发动机的设计包括两个电极，在电极之间施加高电压。当带电粒子在电极之间通过时，会产生磁场，将粒子推出发动机并产生推力。比里林总结道：“这种新装置的另一个优点是，在提议的机制中，等离子体不需要被强烈加热。因此，发动机的部件和组件不会经历温度过载，用于其运行的电能几乎完全转化为运动。”

该发动机的计算推力约为 6 牛顿，在同类项目中最高，预计将实现星际旅行中的平稳加速和减速阶段。

IT之家注意到，太空推进技术领域近年来取得了多项进展。最近，一个意大利研究团队透露，他们正在开发一种以水为燃料的太空推进系统。科学家们还在测试利用激光或星光压力推动航天器的光帆概念。

然而必须指出的是，这些技术仍处于初级阶段，可能需要数年时间才能在实际任务中投入使用。