【外星移民】如何逃离太阳系？短小精悍的霍尔推进器

粉丝福利 

严伯钧的硬派科普秀交流群来啦，跟着严老师一起聊聊科普、了解物理界新动向、第一时间get严老师的活动消息，还有不定期的社群活动福利哦。

入群方式

微信添加yan_bojun，并回复：科普秀，我们将会邀请你入群。

欢迎每一位在听《严伯钧的硬派科普秀》的你的到来。

精华笔记

用火箭推进器的方式无法做到远距离的星际旅行，甚至连太阳系都飞不出去。

一、火箭推进器的短板

1. 在火箭推进的过程中，关键是需要大量的液氢和液氧作为功质。由于火箭推进器可以携带的燃料有限，所以飞行的距离也有限；

2. 火箭推进器的另一个问题是加速度有上限，携带的燃料无法把火箭加速到足够快，所以要载人飞到火星需要消耗很长的时间，并不是一种可行的方案；

3. 所以一定要有能加速到非常快还不用携带太多燃料的推进方案，霍尔推进器就是一种理想的为星际旅行提供动力的装置。我国已经成功把霍尔推进器的功率从过去的毫牛级上升到牛级，实现了数量级的飞跃；

霍尔推进器

二、霍尔推进器的原理

4. 霍尔推进器纯粹是靠电能来驱动的，利用了霍尔效应的原理；

5. 霍尔推进器的工作过程是通过阴极释放电子到环形腔室，腔室内有磁场，一边用磁场束缚住电子，一边用电场给电子加速。高速的电子会把腔室内的惰性气体变成离子，再由电场把离子推出，为飞行器提供动力；

霍尔推进器的内部结构

6. 霍尔加速器不能直接把电子当成功质推出。因为电子太轻了，依靠同样多的能量得不到足够大的动量，加速效果不明显；

三、霍尔推进器的性能参数

7. 霍尔推进器的体积很小，直径大约一米，目前在太空中用于给航天器变轨。霍尔推进器的工作效率在70%左右，是火箭推进器的10倍。主要原因是在推进的过程中几乎没有产生热能，不会有过多的能量以热的形式损失掉。而火箭是靠氧化燃烧，产生高温高压的功质，并且由于携带的燃料太重，会额外浪费很多的能量；

8. 霍尔推进器的另一大优势是作为功质的惰性气体可以在太空中收集，所以能一直加速下去，时速可以高达80万-100万公里，以这样的速度飞到月球只需要半个小时。缺点是推力不够大，需要长时间加速；；

9. 估计以后星际旅行会以“油电混合”的方式来进行：飞行器先利用火箭巨大的推力飞出地球，再用霍尔推进器在太空中加速。