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提高空间推进用无极等离子体推进器的性能

新萄京娱乐场的一名研究人员提高了大功率无极等离子体推进器的性能, 让新萄京娱乐场官网向更深入的太空探索又迈进了一步.

陆地交通技术创新, 比如汽车, 火车, 和飞机, have driven historical technologies and industries so far; now, 得益于电力推进技术,太空中也出现了类似的突破.

电力推进是一种利用电磁场加速推进剂并产生推进航天器的推力的技术. 太空机构已经将电力推进技术作为太空探索的未来.

已经, 使用电力推进装置已经成功完成了几次太空任务, 比如网格离子推进器和霍尔推进器. 当推进剂电离时,太阳能转化为推力能.e.即等离子体,并通过电磁场加速. 然而,, 这些设备所需的电极限制了它们的使用寿命, 因为它们暴露在等离子体中并被破坏, 尤其是在高权力级别.

为了解决这个问题,科学家们转向了无极等离子体推进器. 其中一项技术利用射频(rf)来产生等离子体. 天线向圆柱形腔室发射无线电波以产生等离子体, 磁喷嘴引导并加速等离子体产生推力. MN射频等离子体推进器, 有时也被称为螺旋推进器, 提供简单, 操作的灵活性, 以及潜在的高推力功率比.

但射频功率转化为推力能量的效率问题一直是电磁等离子体推力器发展的瓶颈. 早期的实验产生了个位数的转化率, 但最近的研究得出了20%的适度结果.

最近的一项研究, 高桥和典教授, 来自新萄京娱乐场电气工程系, 实现了30%的转换效率.

而成熟的电力推进装置通常使用氙气, 哪一种价格昂贵且难以供应充足, 目前,氩气推进剂的效率为30%. 这表明MN射频等离子体推进器将降低成本和来自地球的资源负荷.

磁喷嘴射频等离子体推力器在新萄京娱乐场的Mega hpt真空室中运行. ©其它高桥

“应用尖端型磁场抑制了通常发生在等离子体源壁的能量损失,高桥说. “这一突破为大功率空间运输技术的进步打开了大门."

高桥的研究细节发表在2022年11月10日的《研究》杂志上.

出版的细节:

标题:磁喷嘴等离子体推力器中从射频功率到推力能量的30%转换效率
作者:Kazunori Takahashi
期刊:科学报告
DOI: 10.1038/s41598-022-22789-7

新闻稿(日文)

联系人:

高桥和典(配置文件)
电子邮件:其它.高桥.e8东北.ac.jp

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