十倍速星际之旅！新型火箭推进器利用磁场大幅提升火箭速度

1月27日，美国能源部(DOE)普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)的一位物理学家埃卜拉希米提出了一种新型的火箭推进器，可以把人类带到火星甚至更远的地方。

该装置将应用磁场使等离子体粒子（带电的气体，也被称为物质的第四种状态）从火箭后部射出，由于动量守恒，推动飞船前进。目前经过太空验证的等离子体推进器是利用电场来推动粒子。

新的概念将利用磁重联来加速粒子，这个过程在整个宇宙中都能找到，包括太阳表面，其中磁场线会聚，突然分开，然后又合在一起，产生大量的能量。

核聚变是驱动太阳和恒星的动力，它以等离子体的形式结合轻元素（由自由电子和原子核组成的热的、带电的物质状态，代表了可见宇宙的99%的成分）产生大量的能量。

目前使用电场推动粒子的等离子体推进器只能产生较低的比冲或速度。但在PPPL计算机和位于加州伯克利的劳伦斯伯克利国家实验室的美国能源研究科学计算中心（DOE办公室科学用户设施）上进行的计算机模拟表明，新的等离子体推进器概念可以产生速度为每秒数百公里的排气，比其他推进器的速度快10倍。

埃卜拉希米说，在航天器旅行的开始阶段，这种更快的速度可以使宇航员触手可及的外星球。"长途旅行需要几个月或几年的时间，因为化学火箭发动机的比冲力很低，所以飞船需要一段时间才能达到速度，"她说。"但如果我们基于磁重联制造推进器，那么可以想象，我们可以在更短的时间内完成长距离任务。"

译/前瞻经济学人资讯组APP

信息来源：https://www.pppl.gov/news/2021/01/new-concept-rocket-thruster-exploits-mechanism-behind-solar-flares

论文链接：https://doi.org/10.1017/S0022377820001476