一種新型電磁推進器已在 NASA 噴射推進實驗室 (JPL) 成功完成了早期測試，讓太空人得以一睹有一天他們將如何前往火星。如果進一步發展，這項技術還可以為穿越太陽系的機器人任務提供動力。
2 月 24 日，南加州噴射推進實驗室的工程師對實驗引擎進行了重大測試，其點火功率水準高於美國先前的類似測試。該推進劑由鋰金屬蒸氣提供動力，是電力推進領域的重大進步。
第一次測試使原型機超越了美國太空總署太空船目前使用的任何電動推進器的能力。預計結果將指導一系列即將進行的旨在改進和擴展該技術的實驗。
美國宇航局局長賈里德·艾薩克曼表示：“在美國宇航局，我們同時致力於許多事情，而且我們並沒有忽視火星。我們的推進器在這次測試中的成功表現表明，在送美國宇航員在這顆紅色星球上行走方面取得了真正的進展。” “這是美國首次推進系統在如此高的功率水平下運行，高達 120 千瓦。
噴射推進實驗室測試室內的高溫和高功率
在五個點火週期中，推進器的中央鎢電極變得非常熱，在超過 5,000 華氏度（2,800 攝氏度）的溫度下發出白光。該測試在噴射推進實驗室的電力推進實驗室內進行，該實驗室擁有一個專門的真空室，旨在安全評估在極高功率下使用金屬蒸氣推進劑的引擎。
電力推進的工作原理
電力推進系統比傳統化學火箭效率更高，推進劑用量減少 90%。它們不是產生強大的推力，而是在很長一段時間內產生連續的推力，逐漸將太空船加速到非常高的速度。
美國宇航局目前的任務已經基於這種方法。例如，Psyche 太空船使用太陽能電動推進器提供持續推力，最終達到 124,000 英里/小時的速度。
正在測試的新引擎是鋰動力磁等離子動力（MPD）推進器。儘管這一概念自 20 世紀 60 年代以來就已存在，但從未實際應用過。與現有系統不同，該設計使用強大的電流和磁場來加速由鋰製成的等離子體，從而在更高的功率水平下產生更大的推力。
創紀錄的功率水平和早期的成功
在這次初步測試中，推進器達到了 120 千瓦，是目前 Psyche 上飛行的引擎功率的 25 倍以上。這使其成為美國有史以來測試過的最強大的電力推進系統。
噴射推進實驗室高級研究科學家詹姆斯·波爾克 (James Polk) 表示：“對於首次測試而言，在過去兩年中設計和建造這些助推器花費了很長時間。” “這對我們來說是一個偉大的時刻，因為我們不僅展示了推進劑的工作原理，而且還達到了我們預期的功率水平。而且我們知道我們有一個良好的試驗場來開始應對規模化的挑戰。”
測試內部：發光的等離子羽流
波爾克透過水冷真空室中26英尺長（8米長）的觀察口觀察了測試。啟動後，推進器會加熱其外部電極並發射出鮮紅色的等離子體流，從而產生明亮的發光羽流。
波爾克花了幾十年時間研究這種類型的推進，幫助完成了黎明號和深空一號等早期任務，這些任務首次展示了地球軌道之外的電力推進。
擴大人類火星任務規模
下一個挑戰是進一步提高引擎的功率。研究人員的目標是在未來幾年內實現每個推進器 500 千瓦至 1 兆瓦的功率等級。由於系統在極熱條件下運行，工程師必須證明它可以長時間可靠運行。
載人火星任務需要 2 到 4 兆瓦的總功率。這需要各種助推器一起工作超過 23,000 小時。
為什麼鋰等離子推進器很重要
鋰動力 MPD 推進器具有多種優勢。它們可以在非常高的功率下運行，有效地使用推進劑，並產生比目前電力推進系統更大的推力。與核動力源配合使用，它們可以減少發射所需的總質量，同時為載人任務提供更重的有效載荷。
這種結合可以使長期火星任務更加實用和更具成本效益。
合作與未來發展
這種推進劑的開發已經進行了兩年半。噴射推進實驗室正在領導這項工作，與新澤西州的普林斯頓大學和美國太空總署位於克利夫蘭的格倫研究中心合作。
該資金來自 NASA 的太空核推進項目，該項目於 2020 年啟動，旨在推進兆瓦級核電推進系統所需的關鍵技術。該計畫位於阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾太空飛行中心，是美國太空總署太空技術任務理事會的一部分。
