等离子推进发动机

等离子推进发动机是一种由准中性等离子产生推力的电力推进。这与离子推进器发动机形成对比，后者通过从等离子体源中提取离子电流来产生推力，然后使用网格/阳极将其加速到高速。这些以多种形式存在（参见电力推进）。然而，在科学文献中，等离子推进器一词有时包括通常称为离子发动机的推进器。等离子体推进器通常不使用高压电网或阳极/阴极来加速等离子体中的带电粒子，而是使用内部产生的电流和电势来加速离子，由于缺乏高加速电压而导致排气速度较低.这种类型的推进器具有许多优点。阳极高压栅极的缺乏消除了由于栅极离子侵蚀而可能产生的限制因素。等离子排气是“准中性的”，这意味着正离子和电子以相等的数量存在，这允许排气中的简单离子-电子复合以中和排气羽流，从而无需电子枪（空心阴极）。这种推进器通常使用外部天线使用射频或微波能量产生源等离子体。这一事实，再加上没有空心阴极（对惰性气体以外的所有气体都敏感），使得这种推进器可以用于各种推进剂，从氩气到二氧化碳空气混合物再到宇航员尿液。等离子发动机更适合行星际任务。许多航天机构开发了等离子推进系统，包括欧洲航天局、伊朗航天局和澳大利亚国立大学，它们共同开发了双层推进器。

一些等离子发动机已经看到了活跃的飞行时间并在任务中使用。2011年，NASA与Busek合作，在Tacsat-2卫星上发射了xxx个霍尔效应推进器。推进器是卫星的主要推进系统。该公司当年推出了另一款霍尔效应推进器。2020年，等离子射流研究由武汉大学发表。然而，即使xxx的输入微波功率被转换为推力，该工作中公布的推力估计值随后也显示出几乎是理论上可能水平的9倍。AdAstraRocketCompany正在开发VASIMR。加拿大公司Nautel正在生产电离推进剂所需的200kW射频发生器。一些组件测试和等离子射击实验在哥斯达黎加利比里亚的实验室进行。该项目由前NASA宇航员FranklinChang-Díaz博士（CRC-USA）领导。哥斯达黎加航空航天联盟宣布为安装在国际空间站外的VASIMR开发外部支持。这一阶段的太空测试VASIMR计划预计将于2016年进行。

等离子发动机比大多数其他类型的火箭技术具有更高的比冲(Isp)值。VASIMR推进器可以节流大于12000秒的脉冲，霍尔推进器已达到约2000秒。这是对常规化学火箭双推进剂燃料的显着改进，后者具有约450秒的比冲。凭借高脉冲，等离子推进器能够在较长的加速时间内达到相对较高的速度。前宇航员FranklinChang-Diaz声称VASIMR推进器可以在短短39天内将有效载荷发送到火星，同时达到每秒34英里（55公里/秒）的xxx速度。某些等离子推进器，如迷你螺旋桨，因其简单和高效而受到赞誉。它们的操作原理相对简单，可以使用多种气体或组合。这些品质表明等离子推进器对于许多任务配置文件具有价值。

等离子推进器的可行性面临的xxx挑战可能是能量需求。例如，VX-200发动机需要200kW的电力来产生5N的推力，即40kW/N。裂变反应堆可以满足这种功率要求，但反应堆质量（包括排热系统）可能会被证明是令人望而却步的。另一个挑战是等离子体腐蚀。在运行过程中，等离子体可以热烧蚀推进器腔和支撑结构的壁，这最终会导致系统故障。由于其极低的推力，等离子发动机不适合发射到地球轨道。平均而言，这些火箭提供的xxx推力约为2磅。等离子推进器在开放空间中效率很高，但无法抵消化学火箭的轨道费用。

Helicon等离子推进器使用当暴露于静磁场时存在于等离子内部的低频电磁波（Helicon波）。环绕毒气室的射频天线产生波并激发气体，产生等离子体。等离子体以高速排出以通过加速策略产生推力，该加速策略需要理想拓扑的电场和磁场的各种组合。它们属于无电极推进器的类别。这些推进器支持多种推进剂，使其适用于更长的任务。它们可以由简单的材料制成，包括玻璃汽水瓶。

磁等离子体动力推进器(MPD)使用洛伦兹力（由磁场和电流相互作用产生的力）来产生推力。在存在磁场的情况下流过等离子体的电荷导致等离子体加速。洛伦兹力对大多数脉冲等离子推进器的运行也至关重要。

脉冲感应推进器(PIT)也使用洛伦兹力产生推力，但它们不使用电极，解决了腐蚀问题。等离子体中的电离和电流是由快速变化的磁场引起的。

无电极等离子推进器利用在强电磁能量密度梯度的影响下作用于任何等离子或带电粒子的有质动力将等离子电子和离子向同一方向加速，从而在没有中和器的情况下运行。

VASIMR是可变特定脉冲磁等离子体火箭的缩写，它使用无线电波将推进剂电离成等离子体。然后磁场将等离子体加速离开发动机，产生推力。一个200兆瓦的VASIMR发动机可以将从地球到木星或土星的时间从6年缩短到14个月，从地球到火星的时间从6个月缩短到39天。