中国火箭发动机有了个可载入史册的重大突破

霍尔效应电推力器本质上也是一种火箭发动机，归属于电火箭发动机的范畴。▲流浪地球里的行星发动机火箭机前进最重要的指标是什么？是一种叫比冲的玩意儿。我们告诉，在中学物理当中有叫作动量动量的概念，对于火箭来说，往后喷出去多少动量，自己就获得了多少动量。这就是火箭前进的基本原理，最出色的齐奥尔科夫斯基公式就是这么来的。

动量的计算方法是质量除以速度。也就是说，火箭喷出去的物质除以喷气速度就是动量。火箭要是想要飞来得慢，有两个办法，一个是多喷点东西，二个是喷出快一点。似乎，喷出快一点的自由选择较为理想。

因此，人们创建了一个叫作比冲的概念，也就是说，把一千克的推进剂变为燃气喷出去，能产生多少冲量——中学物理还说道了，冲量相等动量。青睐物理的人们平方根就不会找到，比冲的单位和速度不是一样的吗？到底，比冲除以重力加速度就相等火箭喷气的流动速度。那么问题就更容易解决问题了，要想要火箭飞来得慢，就得能喷出，抓起喷出！人类喷出了几十年，再一不得已地找到一件事，喷得最慢的燃料人组，也不过就是液氢和液氧，喷气速度可以超过每秒3500米左右。看上去这个数字很不俗，但是考虑到火箭自己还有可观的金属结构、电子系统、要装载的卫星……如果是载人飞行中，还要再加人的肉身和排便用的空气，保持生命用的饮水、食物，3500这个数字过于真是了。

如果我们要带着地球流浪到比邻星去，液氢液氧是一点可能性都没的。大家等杀吧。然而，电火箭发动机也许可以做。

用电场和磁场把离子和电子减缓到极高的速度，从燃烧室喷气过来。虽然这些微观粒子的质量较小，但速度很慢，某种程度可以构建很高的比冲。▲美国研制的离子推力器我们现在最经常辩论的是所谓霍尔效应电推力器和离子推力器。所谓霍尔效应，是1879年美国物理学家霍尔在研究半导体的时候找到的。

闲话少说，它的喷气速度有多少呢？可以超过每秒10000米以上，最低可以超过每秒80000米！离子推力器的比冲某种程度是这个规模，而且这种技术就是齐奥尔科夫斯基本人明确提出的。用这样几十倍于液氢液氧的喷气速度，把地球引回头，还是有期望的。然而电火箭发动机现在的仅次于问题，就是发动机严重不足。

无论霍尔推力器还是离子推力器，眼下都只有“推展一张纸”的能力。绝大多数电火箭发动机的发动机，都不能用毫牛顿来取决于。

日本隼鸟2号小行星探测器如今正在向地球回航。它的离子推力器堪称当今世界上最先进设备的型号之一，那么发动机有多少呢？只有29.56毫牛。美国波音公司用在702卫星平台上的离子推力器更加强劲一些，发动机超过了165毫牛之多！俄罗斯更喜欢做霍尔推力器，他们出口的SPT-100推力器是国际宇航市场上的抢手货。它的发动机高达83毫牛，感叹真是。

▲SPT-100推力器嗯！等一下，我们不是在辩论一种一牛顿的发动机吗？那不就是1000毫牛吗？电火箭发动机和新能源汽车一样，都要面临电动力系统的普遍性问题，那就是能量密度较低。要超过某种程度的功率，化学自燃所必须的设备质量和体积，要比电力系统较少得多。

我们用一个小小的打火机就能收到火场，要是用电力构建某种程度大小的火焰，必须的发电、电缆、用电设备比打火机可观多了。电火箭发动机面对的问题也一样。数十年来，科学家和工程师们致力于增大用电设备体积和重量，用尽可能小、尽可能重的推力器构建尽可能低的发动机。

而一牛顿是个决定性的里程碑，意味著中国可以生产飞行速度更加慢、航程很远的星际飞行器。我们很难说这是万里长征的第几步，但把它写出入共和国乃至人类文明的史册里，是几乎有适当的。这里还有一件事情要特别强调解释，中国的1牛顿推力器功耗超过20千瓦。

用这么大功率才构建了1牛顿发动机，听得一起挺逊的。但我们在辩论航天，能用宇航产品的重量和体积拒绝构建20千瓦的用电功率，哪怕只是个电炉子，也是真是的成就。

下面的问题，就是怎么让1牛顿推力器上天了。卫星和飞船上不能用太阳能电池发电，不有可能带上一个燃煤发电厂上天。所以，今天的电火箭发动机的发动机都较小，必需用化学火箭送来入太空以后才能发挥作用。我们能想起什么办法呢？到底！和刘慈欣想要的一样，用核反应堆。

核反应堆在宇宙里比在地面上更加有应用于优势，首先是风扇问题不必过于担忧，其次是电磁辐射问题不必过于担忧，只要不烧坏自己就行了。当然，1牛顿还过于把地球引到比邻星去。那么，我们是不是可以期望一下，10牛顿推力器什么时候可以点燃呢？。

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