精选的离子推进器： 乘坐离子推进器飞船，实现太空旅游，中国

对于探索宇宙，实现星际往返甚至是星际旅行，人类目前最需要解决的问题是：速度和降低成本的问题，然而这两个问题视乎被一项技术给解决了，那就是离子推进器，那么什么是离子推进呢？辉哥今天就带大家了解一下。

我们先说说传统的火箭和离子推进器的工作原理，及优缺点；来全面的对两者进行对比。

它们最大的不同在于：离子发动机能够长期稳定的缓慢加速，长时间的加速也能让飞行器达到惊人的速度，且所需要的消耗极少，比较适合深空项目;而传统化学动力发动机具有较强的爆发力，但是消耗也是极其巨大，适合于火箭发射任务。

我们在电视上看到的火箭发射的场景，就是传统火箭发射的方式，火箭是依靠化学燃料燃烧作为动力，通过化学火箭发动机推进器，将卫星或其他太空设备送上天，正是利用了传统化学火箭发动机的爆发力的优点，而这一点正是离子发动机技术还远远达不到的。

这种是现在国际上普遍的火箭发射方式，这种技术相对成熟，但是成本也是巨大的，例如航天飞机发射时，离地质量超过两千吨，但实际有效载荷只有100吨，因为火箭上90%以上的质量都是火箭的化学燃料，这种运输效率简直就是个吞金巨兽，像国际空间站这样的质量超过400吨空中巨兽，更是花费多次运输且长达20年的组装才完成的，简直可以说是用钱砸出来的。

对于深空探测项目来说，传统化学火箭推进器由于无法携带几个月几年甚至更久的燃料来维持，这就使得深空探索变得困难，这个时候离子推进器就能发挥出它的作用了，得益于它长期有效的且极低消耗的特点。

目前最有效的化学火箭可以五公里每秒的速度从喷射口喷出热气体，而离子推进器发动机可以以每秒九十公里的速度喷射单个原子。这种高速度为航天器提供了更加有效的加速；最好的化学火箭的燃料效率为百分之三十五，而离子发动机燃料效率能达到百分之九十。

那么离子推进器是怎么工作的呢？离子推进器不是喷射热气体，而是喷射离子，推进器通过在航天器内部产生等离子体，喷出的电子约束在环形电离室区域内处，这些电子在电磁场的作用下加速，撞击并电离作为推进剂的氙气，电离态的氙气再被电场加速射出，同时向射出去的离子束喷电子，让它呈电中性，否则喷出去的离子将会被航天器吸回来，尽管这个推力很小，但关键的是这种推机器所需要的原料，要比普通火箭少的多，只要离子推进器能够长期保持性能稳定，它最终能够把太空飞船，加速到极高的速度。

由于离子推进器是靠电能来驱动的，整个系统由太阳能电池板供电，因此航天器本身并不需要携带任何类型的电池或者电源系统，这能最大限度地减少它携带的总重量。

例如：2009年3月27日，欧航局ESA发射了一个名为GOCE的卫星探测器，它在飞行轨道低至二百五十公里，在这个高度，空气阻力并不能被忽视，为了克服空气阻力，他装备了一台离子推进器，不间断工作了两年，却只消耗了四十公斤的氙。

对于深空项目，它的优势是无与伦比的，例如，火星登陆任务如果使用化学火箭完成需要六个月的飞行时间，且消耗巨大，而离子推进器可以在三十九天内完成，所需的消耗也非常小，节省了巨大的成本，使不可能变为可能，此外，我国也在2012年正是发射了装载离子推进器的“实践九号”卫星。

经过几十年的发展，人们设计与制造离子推进器的水平有了长足的提高，在科研与商业领域都有越来越多的应用，他们降低了商业航天的成本，并很多曾经认为不可能的科研型航天项目具有了可行性。

前几期中，辉哥有聊到人类移居火星或其它星球的问题，其中就提到过离子推进器是一个需要攻克的目标，这项技术如若发展成熟，那么人类实现太阳系行星往返将会被实现，至少可以搞个太空旅游什么的，未来有了更高水平的发展，直接就能太空移民了。

不过话说回现实一点，辉哥倒是想在我那二八自行车上装上一台离子推进器，这样接送妹子就更方便了，欢迎在评论区留言点赞和吐槽，发表你的观点，文章素材来源于网络，由辉哥爱科学编辑并制作。