人類對殖民火星感興(xing) 趣！平均而言，火星距離地球大約2.253億(yi) 公裏。即使距離最近的時候，它離地球仍然有5630萬(wan) 公裏。使用傳(chuan) 統的化學火箭將我們(men) 送到火星至少需要7個(ge) 月的時間，有沒有什麽(me) 辦法能讓飛得更快？

為(wei) 了取代傳(chuan) 統的火箭燃料，科學家和工程師們(men) 轉向了等離子火箭，從(cong) 而將我們(men) 推進到更遠的外太空。在這種火箭中，推進劑氣體(ti) 變成了等離子體(ti) ，然後被電場從(cong) 引擎的後部推出去，從(cong) 而向航天器提供推力。

這些火箭需要在外太空中工作，因為(wei) 地球表麵附近的空氣密度降低了等離子體(ti) 中產(chan) 生推力所需的離子的加速度，所以我們(men) 實際上不能使用它們(men) 從(cong) 地球上發射出去。

目前在太空中經常使用的有兩(liang) 種等離子發動機，霍爾推進器就是其中之一。在這個(ge) 裝置中，電場和磁場以垂直的方式設置在腔室中。當電流通過這些場時，電子開始以超快的速度繞圈旋轉。當推進劑氣體(ti) 被噴射到設備中時，高速運動電子將原子中的電子撞出來，形成了一個(ge) 等離子體(ti) 。這些離子從(cong) 引擎後麵被噴射出來，產(chan) 生推動火箭前進所需的推力。

雖然電離和離子加速的兩(liang) 個(ge) 過程是分步驟進行的，但它們(men) 發生在引擎的同一空間內(nei) 。霍爾推力器可以為(wei) 使用的輸入功率產(chan) 生大量推力，因此它們(men) 的運行速度非常快。但是它們(men) 的燃油效率是有限度的。

另一種更省油的等離子發動機是網格離子發動機。在這種常用的裝置中，電場和磁場沿發動機室壁分布。當施加電能時，高能電子在磁場中沿著磁場壁振蕩。與(yu) 霍爾推力器類似的方式是，電子能夠將推進劑氣體(ti) 電離成等離子體(ti) 。為(wei) 了創造推力，在腔室的末端放置了電網，以加速離子的釋放。在這個(ge) 引擎中，電離和加速發生在兩(liang) 個(ge) 不同的空間。

盡管網格離子發動機比霍爾推進器更省油，但其缺點是單位麵積無法產(chan) 生同樣多的推力。根據他們(men) 想要完成的工作類型，科學家和航空航天工程師會(hui) 選擇更適合任務的發動機。

傳(chuan) 統化學火箭已經很棒了，但它們(men) 也有其局限性。火箭燃料非常重，而且效率非常低，不能提供足夠的推力來快速到達目的地。在離開地球進入軌道的過程中，燃料基本上已經使用完了，所以剩下的時間基本上都是無動力飛行。

等離子火箭使用的燃料要比這些傳(chuan) 統引擎少得多，例如從(cong) 地球軌道到月球軌道隻需要113升的氣體(ti) ​。等離子體(ti) 火箭逐漸加速，可以在23天內(nei) 達到每秒55公裏的最高速度，這是任何化學火箭的4倍​。旅行時間越短，宇航員暴露在輻射下、骨質流失和肌肉萎縮的風險就越小。


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