磁铁演示器的威力是如此强大,科学家们必须努力防止它干扰国际空间站上的其他仪器。
来自新西兰惠灵顿维多利亚大学的一组科学家,旨在减少航天工业对传统化学火箭推进的依赖。
该团队正在开发一种新型的电力推进磁铁。未来几个月,它将在国际空间站(ISS)上测试这项技术。
准确地说,维多利亚大学派豪-罗宾逊(Paihau Robinson)研究所的科学家正在开发应用场磁等离子体动力学(AF-MPD)推进器。它们利用外加磁场将离子加速到非常高的速度。
航天用高温超导体
自20世纪70年代以来,科学家们一直在考虑使用AF-MPD推进器的想法,但派豪-罗宾逊团队认为,这可能是第一个在真实空间条件下测试这项技术的团队。
为了使这项技术在太空中可行,该团队正在使用高温超导体(HTS)。超导体通常在极冷的温度下工作,这意味着这里的“高温”是相对的。磁体将在-198.15°C(-324.67°F或75开尔文)的温度下工作。
高温超导几乎没有电阻,这意味着它们只需要很少的功率就能产生强磁场。
在接受媒体采访时,派豪-罗宾逊太空中心的总工程师兰迪·波洛克(Randy Pollock)说:“据我们所知,这是有史以来最强大的电磁铁。”
2023年,日本名古屋大学的离子推进器上安装了第一个超导电磁铁原型。在测试过程中,他们成功地发射了推进器一百多次。他们的电磁铁产生的磁场为1特斯拉,磁铁功率不到1瓦。与传统的铜电磁铁相比,这减少了99%的输入功率。与此同时,它产生了三倍强的磁场。
Kōkako推进器
为了进一步测试他们的电磁体,派豪-罗宾逊团队正在他们位于惠灵顿的实验室开发自己的推进器,名为Kōkako。
维多利亚大学网站上的一篇文章解释说:“Kōkako推进器比现有的电力推进系统有几个优势。”“它可以使用各种推进剂,提高了灵活性和成本效益。”
“此外,它可以在保持效率的同时实现更高的功率水平和推力,使其适合前往月球、火星等目的地的长期任务。”
该团队的磁铁由四个超导胶带线圈组成,大约有一个餐盘那么大。它的目标是在不久的将来进行更小的迭代。这将减轻重量,使其更适合太空飞行。
今年,派豪-罗宾逊团队还计划向国际空间站发射一个名为“Hēki”的技术演示器。这个演示器将被安装在旅行者空间公司的“NanoRacks”外部平台上的空间站外部。“Hēki”在毛利语言中是“蛋”的意思。选择这个名字是为了反映这样一个事实:这可能是太空飞行新时代的开始。
“Hēki”将在旅行者空间的设施中进行最后的测试。如果一切按计划进行,它将在今年夏天晚些时候飞往太空。工作时,会产生高达0.5T的磁场。
兰迪·波洛克表示,由于Hēki如此强大,科学家们必须小心它不会损坏国际空间站上的仪器。他总结道:“为了满足国际空间站非常严格的杂散磁场要求,我们做了大量的设计工作。”
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