電漿火箭又稱“可變比沖磁等離子火箭”，是使用電漿加速器作為推力的火箭，同時它也是一種小功率的火箭，壽命很長，可在10年以上的時間內連續提供小推力，先用大功率的化學火箭將飛行器送入環繞地球的軌道，然後用這種小推力火箭去執行各種特殊任務。
基本介紹
- 中文名：電漿火箭
- 外文名：plasma rocket
- 又稱：可變比沖磁等離子火箭
- 壽命：10年以上
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基本資料?
“電漿火箭”是天文學專有名詞。來自中國天文學名詞審定委員會審定發布的天文學專有名詞中文譯名，詞條譯名和中英文解釋數據著作權由天文學名詞委所有。
中文譯名電漿火箭
英文原名/注釋plasma rocket或VASIMR
概念
電漿火箭又稱“可變比沖磁等離子火箭”，是使用電漿加速器作為推力的火箭，同時它也是一種小功率的火箭，壽命很長，可在10年以上的時間內連續提供小推力，先用大功率的化學火箭將飛行器送入環繞地球的軌道，然後用這種小推力火箭去執行各種特殊任務。
早在1973年，剛剛從麻省理工學院獲得博士學位的富蘭克林·張·迪亞茲（Franklin Chang-Diaz）就表示，普通火箭的燃料重量大，不是有效的助推劑，並提出了電漿火箭的概念。
根據他的構想，人們可利用核反應堆將氫變為200萬攝氏度的電漿，然後用磁場控制高溫電漿讓其從火箭隊尾部噴出。他推算，安裝上電漿火箭，太空飛船的速度可達每小時12.3萬英里（約19.8萬公里），從地球到火星只需要39天的時間。
技術原理
“電漿”在我們的現實生活中並不陌生，它是廣泛存在於自然界中的一種電中性的電離氣體，是繼物質存在的固體、液體、氣體三種形態之後出現的第四種物質形態，具有數密度近似相等的自由電子和正離子，其產生和運動主要受電磁場力的作用與支配，對電磁波的傳播有很大的影響。它呈現出高度激發的不穩定態，其中包括離子（具有不同符號和電荷）、電子、原子和分子。
在自然界裡，熾熱爍爍的火焰、光輝奪目的閃電、以及絢爛壯麗的極光等都是電漿作用的結果。對於整個宇宙來講，幾乎99.9%以上的物質都是以電漿態存在的，如恆星和行星際空間等都是由電漿組成的。用人工方法，如核聚變、核裂變、輝光放電及各种放電都可產生電漿。
電漿火箭的其發動機包括三個相連的磁元件，最前面的元件將推進氣體離子化，中間的元件則起放大器作用以進一步加熱電漿，最後一個元件是磁噴嘴，可將電漿變為按一定方向運動的流體。它的技術關鍵在於它能改變、調整電漿流，以保持最佳推進效率。電漿推進的優點是推進比沖大，即火箭排氣速度與地球重力加速度的比值大，缺點是效率低，其推力與重量比遠小於1。
飛往行星將有力地驗證電漿火箭技術，這項技術利用無線電波電離氬、氙或氫等推進劑，之後將電離區加熱至20倍，達到太陽表面還高的溫度。在控制方向的排氣金屬噴嘴處，電漿火箭使用磁場。
研究
過去近40年中，將電漿火箭變成現實始終是富蘭克林·張·迪亞茲追求的一個遠大目標。富蘭克林曾表示，太空人的經歷讓他更加關注自己對電漿火箭的嚮往，並讓他更加強烈地相信速度是人們在未來抵達火星或更遠目標的關鍵。此外，在他看來，未來長距離太空旅行將是人類解決根本問題的終極途徑，因為他主張人類競爭將不可避免導致自身最終不得不為生存而遷徙到其他地方去的觀點。他還認為，地球的資源有可能會枯竭，或許在其他星球上可以尋求到大量對人類更有用處的資源。
電漿火箭的發明者富蘭克林·張·迪亞茲曾為太空人，2005年離開NASA創立Astra火箭公司全力研製等離子火箭。電漿火箭技術2009年在真空室成功進行了全功率驗證。Astra公司計畫2014年向空間站運送電漿火箭。作為備份，富蘭克林·張·迪亞茲希望生產兩台電漿火箭，以避免發射事故或其他重大問題影響首次對空間站的發射。一旦發動機被安全地安裝到空間站外，另一台電漿火箭就可以執行一項新任務，並且不需要NASA的投資。
2010年3月初，美國麻省理工學院華裔物理學家、火箭科學家和前任太空人張福林就曾宣稱，採用最新科技的電漿火箭，未來從地球到火星的旅行只需要39天，這一時間只是現在藉助其他太空飛行器從地球到火星飛行所需時間的六分之一。
未來任務
目前（2010年10月），美國對電漿火箭的未來發展構想主要有兩個：一種構想是電漿火箭發動機從空間站外部提供動力；另一個電漿火箭執行小行星任務。NASA和Astra公司將與國防高級研究計畫局（DARPA）組成團隊利用電漿火箭的高效性，當前在研的還有200千瓦的太陽動力帆板。火箭抵達目標行星後，太陽動力帆板還能為科學設備和其他儀器提供動力。
電漿火箭不需要動力系統，登上小行星之後關閉發動機，還有200瓦的能量用於執行任務。任務也可以進行雷達成像和觀測，選擇樣本發回地球。
這項任務與美國上一任總統歐巴馬的太空新方向也相符合。電漿火箭小行星任務是NASA研究團隊目前（2010年10月）評估的若干項提議之一。如果被NASA選中，這項任務到2017年可以實現自由太空飛行。
