'중력파'에 대한 글로벌 검색이요? 2020년 중국과학원 무선주파수 이온 엔진이 획기적인 발전을 이루다

중국과학원은 중국 주취안 위성 발사 센터에서 '타이지 1호'라는 위성을 발사했다. 이는 중국 최초의 우주 중력파 탐지 기술 실험용 위성이다. 우주중력파탐지 실현의 기반을 마련합니다.

중력파를 찾는 것은 건초 더미에서 바늘을 찾는 것만큼 어렵습니다.

100년 전 아인슈타인은 일반 상대성 이론을 바탕으로 중력파의 존재를 예측했습니다. 그러나 2015년이 되어서야 미국 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)가 지상에서 중력파 신호를 감지했습니다. 2017년 노벨 물리학상도 미국 과학자 3명에게 돌아갔다.

또한 우주에서 중력파를 감지하고 더 많은 주파수 대역에서 중력파 신호를 얻을 수 있는 한 노벨상도 받을 수 있다는 것이 국제적으로 일반적으로 믿어지고 있습니다.

중력파를 감지하는 것이 왜 그렇게 어려운가요? 중력파는 물질과 에너지의 격렬한 움직임과 변화로 인해 발생하는 시공간 파동입니다. 마치 물 위의 파동처럼 전파되는 동안 시공간을 압박하거나 늘려서 빛의 속도로 퍼져 나갑니다. 우주의 중력파 신호는 매우 약하며, 현재 이를 포착하는 가장 좋은 방법은 광학 장치를 사용하여 수백만 킬로미터 떨어져 있는 두 개의 자유 부유 물체 사이의 거리 변화를 감지하는 것입니다.

이온의 고속 방출을 위성 발사 전력으로 사용

이름에서 알 수 있듯이 무선 주파수 이온 엔진은 무선 주파수 에너지를 흡수하여 플라즈마 자체를 유지하는 장치에 의존합니다. 방전을 유지하고 추력을 생성합니다.

플라즈마는 우리에게 친숙한 자연의 네 번째 물질 상태로 형광등, 네온 불빛, 제논등, 번개 등 생활 곳곳에서 볼 수 있습니다. 이온, 전자 및 이온화된 중성 입자로 구성된 이온화된 "가스"입니다. 전체적으로 전기적으로 중성이지만 전도성이 있습니다.

무선 주파수 이온 엔진은 고전압 전기장을 통해 플라즈마 내의 양전하 이온을 흡수하고 가속하여 초당 수십 킬로미터의 속도로 방출합니다. 뉴턴의 제3법칙에 따르면, 이온의 고속 제트는 역추력을 발생시켜 위성을 앞으로 밀어냅니다. 엔진이 이온을 분사할 때, 분사된 이온을 중화시키기 위해 전자를 분사할 수 있는 장치(중화기)도 필요하다. 그렇지 않으면 우주선이 충전돼 우주선의 안전이 위협받게 된다.

중국과학원 관련 전문가들은 거듭해서 뛰어난 성과를 거두었다.

중국과학원 기계연구소 마이크로이온 엔진 제품 개발팀은 5년 동안 무선 주파수 이온 엔진 시스템의 작동 원리에 대한 연구, 회로 임피던스 매칭, 최종 RF 이온 엔진에 대한 RF 유도 결합 방전이 모두 안정적으로 작동할 수 있으며 구성 요소의 모든 세부 사항을 신중하게 고려했습니다.

2015년에 팀이 개발한 최초의 무선 주파수 이온 엔진 RIT-4가 성공적으로 점화되었습니다. 이후 연구팀은 다양한 추력 범위 요구 사항에 따라 일련의 무선 주파수 이온 엔진 프로토타입을 개발했습니다. RIT-2, RIT-2.5, RIT-5를 개발했습니다.

R&D팀은 다년간의 RF 이온 엔진 연구 기반과 귀중한 항공우주공학 경험을 바탕으로 2018년 8월 '태극권 1호' 위성 RF 이온 미세추진 시스템을 개발하는 중요한 임무를 맡아 시간을 보냈다. 1년으로 제한됩니다.

전통적인 우주 임무는 일반적으로 3~5년 또는 그 이상이 소요됩니다. 미성숙한 프로토타입의 항공우주 표준을 충족하는 비행 프로토타입을 직접 완성하는 데는 제한된 인원으로 구성된 연구 개발 팀의 경우입니다. 매우 어려운 작업입니다.

그러나 중국 항공우주 산업의 발전과 국가의 주요 중력파 탐지 특별 프로젝트의 원활한 시행을 위해 중국과학원 기계연구소 미세중력 핵심 연구실에서는 이를 거의 불가능하다고 단호히 받아들였습니다. 일.