俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)近日宣布,其下属特罗伊茨克科学研究所成功研发出一款采用磁等离子体加速技术的电力火箭发动机。这项突破性设计摒弃了传统化学推进模式,通过电磁场直接加速带电粒子,为深空探索开辟了全新路径。
研发团队负责人叶戈尔·比里林介绍,该发动机采用双电极架构,在电极间施加高电压后,电流产生的磁场可将氢等离子体中的电子与质子加速至每秒100公里。相较于传统化学火箭每秒4.5公里的极限速度,这种推进方式可将火星航行时间从7个月压缩至30天。实验数据显示,其能量转化效率达到95%以上,部件耐受温度较传统发动机降低70%。
项目科学顾问康斯坦丁·古托罗夫透露,实验室原型机已持续稳定运行2400小时,功率输出稳定在300千瓦。为验证设备性能,研究团队建造了直径4米、长14米的真空模拟舱,配备多谱段传感器阵列和液氮冷却系统,可精确复现近地轨道至火星转移轨道的环境参数。
这款发动机的四大优势正在重塑航天工程范式:其一,燃料消耗量仅为化学火箭的1/20;其二,渐进式加速模式使载荷承受的过载降低80%;其三,单次任务辐射暴露量减少60%;其四,推进剂储存系统重量减轻45%。这些特性使其成为载人火星任务的理想选择。
根据开发路线图,该技术将于2025年启动地面模拟测试,2028年搭载无人探测器进行亚轨道验证,2030年完成全尺寸行星际模型建造。若进展顺利,2035年或将实现人类首次等离子推进火星任务。目前,研究团队正优化脉冲调制算法,试图将比冲提升至20000秒量级。
国际航天领域对此反应热烈。尽管意大利Miprons公司2022年推出的水电解推进系统和美国激光帆概念各具特色,但前者比冲不足5000秒,后者依赖地面激光阵列建设,均未突破工程化瓶颈。俄罗斯团队的磁等离子体技术因其自持推进特性,被认为更具现实应用价值。








