2026年2月24日,NASA喷气推进实验室(JPL)的真空舱里,一台电磁推进器点火了。中心的钨电极烧到2800摄氏度以上,白得刺眼,喷口喷出一道鲜红的等离子体羽流。功率拉到了120千瓦,是NASA目前在飞的最强电推力器的25倍以上。
这台推进器烧的“燃料”是锂,元素周期表第三号元素,手机电池里那个锂。把锂加热成金属蒸气,再用强电流和磁场把它加速成等离子体甩出去,飞船就被反推着往前跑。这种推进器叫磁等离子体动力推进器,缩写MPD。
电推进的核心优势是省燃料。化学火箭去火星,真正的敌人是燃料自己的重量:飞船携带的推进剂越多,推动这些推进剂又需要更多推进剂。电推进绕开了这个死结:推力小,但胜在不停。同样的任务,电推进的燃料消耗最多可比化学火箭少九成。NASA正在飞往小行星灵神星的探测器“Psyche”就用了电推力器,靠4.6千瓦的功率持续加速,最终飞到了20万公里的时速。
但4.6千瓦送探测器还行,送人去火星远远不够。载人火星任务需要2到4兆瓦的推进功率,中间差着几百倍。这就是MPD推进器存在的意义:它天生适合大功率,而这个上世纪60年代就画出的方案,60多年来从未作为实用推进系统投入飞行。这次测试达到的120千瓦已经是美国电推进测试的历史最高纪录,而团队的下一步目标是把单台推进器推到500千瓦到1兆瓦。
挑战摆在明面上。中心钨电极超过2800度,意味着关键部件要接受极限烤验,而载人火星任务需要推进器累计运行超过23000小时,超过两年半。一艘火星飞船大概需要装好几台这样的推进器同时工作,每一台都得扛住这个时长。从120千瓦到兆瓦级,从5次点火到23000小时连续运转,中间的工程距离仍然巨大。但至少路走得通。JPL资深研究员James Polk说,推进器能用,功率达标,接下来可以认真解决放大的问题了。
载人登火需要的不只是一台发动机,还需要核反应堆给它供电。MPD推进器吃电大户的本性决定了太阳能板喂不饱它,只有核电源才撑得起兆瓦级的持续输出。核电加MPD,这套组合如果成了,不光火星,整个太阳系的载人和无人任务都会被重新定价。
120千瓦,离目标还差一个数量级。但电推进的功率天花板,已经被撬开了一条缝。
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图一:原型推进器置于 JPL 的可凝金属推进剂(CoMeT)真空设施中,专为安全测试使用金属蒸气推进剂的推进器而设计,是潜在兆瓦级电推进系统的组成部分,图源:NASA/JPL-Caltech
图二:JPL 高级研究科学家詹姆斯·波尔克俯身查看 JPL 电推进实验室内的可凝金属推进剂(CoMeT)真空设施,图源:NASA/JPL-Caltech
视频三:磁等离子体动力推进器测试视频,来源:NASA/JPL-Caltech
信源:Pamer, Melissa. "NASA fires up powerful lithium-fed thruster for trips to Mars." Phys.org, edited by Stephanie Baum, 28 Apr. 2026
