在地球与火星之间,100公里每秒的喷射速度意味着什么?俄罗斯在这项技术上的最新突破,正在改写人类深空探测的游戏规则。俄罗斯国家原子能集团旗下的特罗伊茨克研究所主导了这项研究,他们把氢气电离后,通过电磁场加速形成等离子体,再用它推动航天器飞行。 这个长达14米的真空舱里,正进行着一场没有硝烟的战斗。据报道,发动机以脉冲模式运行,功率达到300千瓦,累计运行时间已超过2400小时。这个时长完全能够支撑一次完整的火星往返任务。科学家们宣称,该系统能将氢等离子体加速到每秒100公里,这比传统化学火箭的4.5公里每秒高出了20多倍。 这种“小推力、长工时”的推进方式与化学火箭完全不同。它不能像化学火箭那样把航天器直接送上天,而是在进入近地轨道后接管工作。未来的任务流程可能是:先用大推力火箭把搭载等离子推进模块的航天器送入初始轨道,然后发动机启动,在漫长的星际转移轨道上不断累积速度。 美国国家航空航天局(NASA)和OneWeb都已经在使用类似技术了。OneWeb卫星星座使用的就是俄罗斯提供的等离子推进器。NASA在2023年发射的“灵神星”探测器也采用了太阳能电推进系统。不过目前主流电推进系统的工质喷射速度通常在30至50公里每秒之间。如果俄罗斯能实现100公里每秒的目标,性能将领先一倍以上。 俄罗斯国家原子能集团计划在2030年左右让这项技术成熟。这一进展被认为是深空探测动力革命的重要一步。从地球到火星的时间有望从现在的6至9个月缩短至1到2个月。这种高速飞行可以降低宇航员的健康风险和补给需求。 然而这项技术仍处于地面验证阶段。要把实验室成果转化为太空应用,还需要解决长寿命可靠性、辐射适应性、核电源匹配和热管理等问题。核动力源在太空的安全性评估和监管审查也异常严格。俄罗斯国家原子能集团正在为此设定目标,争取早日实现实际任务的能力。 这种“心脏”般的动力技术如果能够成熟,将极大提升探测效率。从地球到月球、再到火星轨道之间高效运输货物或模块也成为可能。无论结果如何,这种对先进动力技术的探索都将为人类拓展宇宙边疆积累宝贵经验。