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            懸浮車(chē)也許有一天探索月球,小行星和其他真空行星表面


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            因為他們缺少一種氛圍,月球和其他無(wú)氣的身體如小行星可以建立一個(gè)電場(chǎng)通過(guò)直接暴露在太陽(yáng)和周?chē)牡入x子體。 在月球上,表面電荷足以漂浮塵土高于地面1米以上,大部分靜電的方法會(huì )導致一個(gè)人的頭發(fā)都豎起來(lái)了。

            NASA和其他地方的工程師最近提出了利用這種自然表面電荷與聚酯薄膜制成的翅膀漂浮了一架滑翔機,材料,自然擁有相同的電荷表面無(wú)氣的身體。 他們推測,這同樣帶電表面應互相排斥的力量,閣樓的滑翔機。 但是這樣的設計可能會(huì )局限于小的小行星,作為一個(gè)更強大,更大的行星將會(huì )抵消引力。

            麻省理工學(xué)院的研究小組所創(chuàng )造的懸浮探測器可能繞過(guò)這個(gè)大小限制。 這個(gè)概念類(lèi)似于“復古”方式,圓盤(pán)形的飛碟,利用微小離子光束車(chē)輛充電和提高表面的自然。 整體效果的目的是生成一個(gè)相對較大的車(chē)輛與地面之間的斥力,在某種程度上,需要很少的力量。 在最初的可行性研究,研究人員展示了這種離子促進(jìn)應該強大到足以漂浮小,2磅車(chē)輛在月球上和大型小行星像心靈。

            “我們認為使用這樣的隼鳥(niǎo)號任務(wù)發(fā)起的日本航天局,”第一作者奧利弗Jia-Richards說(shuō),研究生在麻省理工學(xué)院航空航天部門(mén)。 ”飛船操作在一個(gè)小的小行星和部署小型探測器表面。 同樣,我們認為未來(lái)的任務(wù)可以發(fā)送小盤(pán)旋探測器探索月球表面和其他小行星?!?/span>

            團隊的研究結果發(fā)表在最新一期的宇宙飛船和火箭雜志》上。保羅Lozano Jia-Richards的合作者,m . Aleman-Velasco教授航空航天和麻省理工學(xué)院的空間推進(jìn)實(shí)驗室主任; 和塞巴斯蒂安Hampl前訪(fǎng)問(wèn)學(xué)生,現在在麥吉爾大學(xué)。

            離子力

            團隊的懸浮設計依賴(lài)于使用的微型離子推進(jìn)器,稱(chēng)為離子液體離子源。 這些小,microfabricated噴嘴連接到儲層含離子液體在室溫熔鹽的形式。 加載電壓時(shí),液體的離子帶電和發(fā)射光束通過(guò)噴嘴施加一個(gè)力。

            Lozano的團隊開(kāi)創(chuàng )了離子推進(jìn)器的發(fā)展和主要用它們來(lái)推動(dòng)和身體上機動(dòng)小衛星在太空中。 最近,Lozano看過(guò)研究顯示月球表面的帶電的懸浮效果在月球塵埃。 他還認為靜電滑翔機設計由NASA和疑惑:一個(gè)探測器配備離子推進(jìn)器產(chǎn)生足夠的排斥,靜電力在月球上盤(pán)旋和更大的小行星嗎?

            測試這個(gè)想法,團隊最初模仿一個(gè)小,盤(pán)狀羅孚與離子推進(jìn)器,僅充電汽車(chē)。 他們模仿推進(jìn)器束帶負電荷的離子從車(chē)輛,這有效地給車(chē)輛一個(gè)正電荷,類(lèi)似于月球的帶正電的表面。 但他們發(fā)現這不是足以讓車(chē)輛離開(kāi)地面。

            “我們認為,如果我們自己的費用轉移到表面來(lái)補充其自然費用?” Jia-Richards說(shuō)。

            通過(guò)額外的推進(jìn)器指著(zhù)地上,喜氣洋洋的正離子放大表面的電荷,團隊認為,提高對探測器可以產(chǎn)生更大的力量,足以漂浮離地面。 他們制定了一個(gè)簡(jiǎn)單的數學(xué)模型場(chǎng)景和發(fā)現,原則上,它可以工作。

            基于這個(gè)簡(jiǎn)單的模型,研究小組預測,一個(gè)小的探測器,重約2磅,可以實(shí)現懸浮離地面約一厘米,心理等大型小行星,使用10-kilovolt離子源。 在月球上得到類(lèi)似的升空,探測器需要50-kilovolt來(lái)源相同。

            “這種離子設計使用很少的力量來(lái)生成大量的電壓,”Lozano說(shuō)。 “所需的功率太小,你可以這樣做幾乎是免費的?!?/span>

            在懸架

            確保模型代表在實(shí)際環(huán)境中會(huì )發(fā)生什么,他們在實(shí)驗室Lozano的一個(gè)簡(jiǎn)單的場(chǎng)景。研究人員制造一個(gè)小六角測試車(chē)重約60克,衡量一個(gè)人的手掌大小的。 他們安裝一個(gè)離子推進(jìn)器指向上,和四個(gè)向下,然后暫停兩個(gè)彈簧的車(chē)輛在一個(gè)鋁表面校準來(lái)抵消地球的引力。 整個(gè)設置被放置在一個(gè)真空室的真空環(huán)境模擬月球和小行星。

            研究人員還暫停了鎢桿從實(shí)驗的泉水,和利用其位移測量多大的力產(chǎn)生的推進(jìn)器每次他們解雇了。 他們應用各種測量電壓的推進(jìn)器和由此產(chǎn)生的力量,然后用來(lái)計算車(chē)輛僅能懸浮高度。 他們發(fā)現這些實(shí)驗結果與預測的同一場(chǎng)景模型,給他們信心,其預測盤(pán)旋在心靈和月球探測器是現實(shí)的。

            當前模型的目的是預測所需的條件簡(jiǎn)單地實(shí)現懸浮,碰巧約1厘米2英鎊車(chē)輛離開(kāi)地面。 離子推進(jìn)器可以產(chǎn)生更多的力量和更大的電壓提升車(chē)輛離地面高。 但是Jia-Richards說(shuō)模型需要修改,因為它不占發(fā)射的離子將如何表現在高海拔地區。

            “原則上,更好的建模,我們可以漂浮到更高的高度,”他說(shuō)。

            在這種情況下,Lozano說(shuō)未來(lái)的任務(wù)到月球和小行星可以安全地部署探測器利用離子推進(jìn)器懸停和機動(dòng)未知,不平的地形。

            “懸浮羅孚,你不必擔心輪子或移動(dòng)部件,”Lozano說(shuō)。 “小行星的地形可以完全不均勻,只要你有一個(gè)控制機制來(lái)保持你的羅孚浮動(dòng),那么你可以在非常粗糙,無(wú)人涉足的領(lǐng)域,而不必躲避小行星身體?!?/span>

            這項研究支持,部分由NASA。


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