IT之家 1 月 25 日消息，俄罗斯正悄然测试一款新型航天发动机，这项技术或将彻底改变人类的火星探测方式。早期测试结果显示，该发动机在速度与技术层面实现了突破性进展。
据 Izvestia 报道，俄罗斯研究人员正在测试一套新型等离子体推进系统，该系统有望助力未来火星任务提速，将航行时间从数月缩短至仅一到两个月。这款发动机由俄罗斯国家原子能集团（Rosatom）下属的特罗伊茨克研究所研发，目前正处于地面试验阶段，预计 2030 年可具备太空应用条件。据IT之家了解，该系统采用电磁场加速氢粒子，与传统化学推进技术截然不同。若能达到预期性能，或将显著改变民用与国防领域的星际任务规划模式。俄罗斯的这项研发工作，恰逢全球加速推进深空电推进系统技术的热潮。等离子体发动机具备缩短任务时长、降低燃料装载量的优势，已成为未来深空探测体系的优先发展方向。这款发动机原型正在一个 14 米长的真空舱内接受测试，该真空舱可模拟太空环境。据 Izvestia 的技术资料显示，该发动机以 300 千瓦功率运行，采用脉冲周期模式，已实现 2400 小时的使用寿命，这一时长足以支撑一次完整的火星任务，包括加速和减速阶段。
该研究所科研第一副所长阿列克谢 · 沃罗诺夫证实，这套推进系统可将带电氢粒子（质子和电子）加速至每秒 100 公里，这一速度远超当前化学火箭每秒约 4.5 公里的最大速度。需要说明的是，这款发动机并非用于从地球表面发射航天器。其运作模式为：先由化学火箭将航天器送入近地轨道，随后等离子体发动机启动，为航天器提供持续动力，助力其开展深空航行。相关官员补充称，该发动机还可充当“太空拖船”，在不同行星轨道间转运货物或航天器模块。该发动机以氢为燃料，并依靠星载核反应堆提供持续动力。参与该项目的青年研究员叶戈尔 · 比留林表示，氢的原子量小，可实现加速更快、燃料消耗更低的效果。同时，氢在宇宙中储量丰富，为未来实现“在轨燃料补给”提供了可能。比留林还指出，该发动机通过两个高压电极实现等离子体定向运动。带电粒子在电极间运动，形成磁场，通过喷射等离子体产生推力。这种设计无需将等离子体加热至极端高温，从而减少了发动机部件的损耗，提升了能源利用效率。
根据俄罗斯国家原子能集团的技术文件，这款发动机的预期推力达 6 牛顿，在目前所有等离子体推进系统原型中位居榜首。不过，要实现目标速度，需要依靠长时间的持续加速和减速。这意味着未来的航天器设计需围绕“低速持续推进”模式展开，而非传统化学火箭的“短时大推力燃烧”模式。事实上，等离子体推进技术已应用于在轨航天器，过去十年间发射的多颗卫星和多个航天任务均采用了该技术。俄罗斯研制的等离子体推进系统已为 OneWeb 卫星星座提供动力支持，还被整合到美国国家航空航天局 2023 年发射的“灵神星”小行星探测任务中。当前主流等离子体推进器的速度普遍在每秒 30 至 50 公里之间，而这款俄罗斯新型发动机的速度宣称能达到现有技术的两倍，大幅领先于同类系统。不过，目前该发动机的性能数据尚未经过同行评审，也未开展太空环境测试。研发团队着重强调了这款发动机相对传统推进系统的性能优势。沃罗诺夫在接受采访时表示：“传统动力装置的工质喷射速度最高约为每秒 4.5 公里…… 而在我们的发动机中，工质是带电粒子，通过电磁场实现加速。”受安全考量和监管审查的限制，具备太空应用资质的核动力航天器目前十分罕见。俄罗斯国家原子能集团尚未公布该发动机配套核反应堆的设计细节，且发射过程中核材料的处理问题，还需获得国际航天机构及监管机构的批准。此外，将该推进系统整合到载人航天器中，还需对航天器进行大规模重新设计。在持续高功率运行状态下的热管理、辐射屏蔽以及电力分配等方面，仍存在亟待解决的工程技术难题。尽管潜力巨大，但这款发动机距离实际部署仍需数年时间。官方预计 2030 年推出可用于太空飞行的版本，不过具体时间表取决于测试进展、资金保障以及外部技术验证的结果。
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