普林斯頓科學家：利用太陽耀斑機制的新型火箭推進器

普林斯頓等離子體物理實驗室（PPPL）的物理學家提出了一種新型的火箭推進器，它可以將人類帶入火星。

該裝置將施加磁場，以使等離子體、帶電氣體（也稱爲第四物質狀態）的粒子射出火箭的後部，並由於動量守恆而推動飛行器前進。當前經過太空驗證的等離子推進器使用電場來推動粒子。

如圖所示普林斯頓科學家利用了太陽耀斑背後的機制的新型聚變火箭推進器的概念。

這一火箭推進新概念通過太陽耀斑背後的機制來加速粒子，這個機制過程在整個宇宙中都存在，包括太陽表面，在這樣的過程中磁力線會聚，突然分離，然後再次結合在一起，從而產生大量能量。這種機制也發生在稱爲託卡馬克的如甜甜圈形狀的核聚變裝置中。

普林斯頓等離子體物理實驗室首席研究物理學家、法蒂瑪·埃布拉希米（FatimaEbrahimi）說：“已經對此研究了一段時間了。”她是火箭推進新概念的發明者，並在《等離子物理學》雜誌上予以了詳細闡述。這個想法源自託卡馬克核聚變。“這種託卡馬克在運行過程中會產生稱爲等離子體的磁泡，以每秒20公里的速度運動，在我看來，這很像推力。”

聚變是驅動太陽和恆星的力量，它以等離子體的形式結合光元素（由自由電子和原子核組成的熱的、帶電的物質，構成可見宇宙的99％），從而產生大量的能量。科學家們正在尋求在地球上覆制核聚變，以提供幾乎不竭的電力供應。

當前使用電場推動粒子的等離子推進器只能產生低的比衝或速度。但是在計算機上進行的計算模擬顯示，這種新的等離子推進器概念可以產生每公里數百公里的速度，比其它推進器快十倍。

埃布拉希米說：“太空旅行要花費數月或數年，由於化學火箭發動機的特定衝力非常低，因此，飛船需要一段時間才能達到最高速度。”“但是，如果我們基於磁重聯技術製造推進器，那麼可以想象，我們可以在更短的時間內完成長距離飛行任務。”

這種推進器概念與其它的存在三個主要區別。首先是改變磁場強度可以增加或減少推力。埃布拉希米說：“通過使用更多的電磁體和更多的磁場，實際上可以旋轉旋鈕來微調速度。”

第二，新的推進器通過噴射等離子體粒子和稱爲等離子的磁泡來產生運動。等離子體爲推進器增加了動力，沒有其它推進器概念將其納入其中。

第三，與當前依靠電場的推進器概念不同，這種推進器概念中的磁場允許推進器內部的等離子體由重原子或輕原子組成。這種靈活性使科學家能夠針對特定任務調整推力的大小。埃布拉希米說：“雖然其它推進器需要由氙氣等原子構成的重氣體，但在這種概念下，您可以使用所需的任何類型的氣體。”在某些情況下，科學家可能更喜歡輕氣體，因爲較小的原子可以更快地移動。

這一概念拓寬了空間推進研究範圍，這是首次提出將等離子體和太陽耀斑核聚變用於太空推進。