第1279章 一語驚醒夢中人（2/2）

「等離子體工質導致的？」

「這不應該，實驗測試中我使用的是最適合電推進引擎的工質·氙氣。」

「而且我也實驗過使用其他的工質，如氪氣、氦氣、氮氣等氣體作為工質來使用，但這個問題並沒有得到解決。」

對於電推進技術而言，氙氣幾乎是各大電推進引擎使用的推進工質的第一選擇。

畢竟電推進的基本原理是推進劑被電離成離子，然後被靜電場或電磁場加速噴出。

而對於給定的加速電壓（即給定的能量）恆定的情況下，質量越大的粒子，獲得的出口速度會相對較低，但它攜帶的動量更大。

也就是說在相同的質量流率下，使用質量大的原子意味著每次「噴射」帶走的動量更多，從而能產生更高效的推力。

這就像是用機槍射擊，發射一顆重子彈（氙離子）比發射一顆輕子彈（氦離子）的後坐力（推力）更大，對目標的衝擊更強一樣。

而從物理層面來說，氙氣的高原子質量和低電離能的組合，在推力和能量效率上提供了最佳平衡。

再加上從工程層面它化學惰性和易於儲存的特性，滿足了航天任務對長壽命、高可靠性的絕對要求。

因此，對於追求極致性能和高可靠性的關鍵任務（如深空探測、大型通信衛星的南北位保），氙氣是不二之選。

觀測室中，徐川笑了笑，並沒有解釋這個問題，也沒有解釋問題的核心，而是開口詢問了對方一個問題。

「非線性意味著系統的輸出不與輸入成正比，它無法用簡單的線性方程描述，那麼你知道它的來源有幾個方面嗎？」

聽到這個問題，牧偉曄愣了一下。

不是問題太難，而是這個問題實在是太簡單了。

簡單到對於任何一個剛進入了電推進引擎和研究磁場的學者都能回答上來的地步。

遲疑了一下，雖然有些不確定對方的意思是真的在詢問這個簡單的問題，還是在考驗什麼其他的知識，但他還是按照問題的意思簡要的回答了一遍。

「對於非線性特性來說，它的來源主要有介質屬性的劇烈變化、磁流體動力學方程的內在非線性、邊界層的移動與變形、輻射與能量損失四大來源。」

聽到答案，徐川笑了笑，開口道：「還有嗎？」

聞言，牧偉曄皺著眉頭思索了一下，嘗試性的回道：「電流體不穩定性和磁流體動力學不穩定性也會在一定程度上加劇非線性特性的不穩定性。」

點了點頭，徐川笑著開口道：「你說的很對，這些的確都是造成非線性和不穩定的，脈衝電磁推進器中非線性的、不穩定的磁流體動力性問題會隨著輸出功率的提升而增高的主要原因。」

「但關於這些原因，其實可以簡化成一句話。」

「它的根源，在於等離子體本身的性質以及它與電磁場的強烈耦合。」

說到這，徐川略微停頓了一下，目光看向面前的顯示屏幕，落在了那些交織變化，錯綜複雜的曲線數據上，緊接著看向牧偉曄，開口說道。

「無論是你所說的介質屬性的劇烈變化還是磁流體動力學方程的內在非線性難題，亦或者是邊界層的移動與變形.」

「其本質都是等離子體在與電磁場的強烈耦合過程中產生的複雜物理現象而已。」

「它根植於等離子體物理的本質，表現為一系列複雜的相互作用和不穩定性模式，最終導致效率、壽命和可靠性的下降。」

「比如介質屬性的劇烈變化，在脈衝開始時，工質可能是固態或中性氣體，電阻近乎無窮大。」

「在擊穿後，瞬間變為高溫等離子體，電阻急劇下降，成為良導體。」

「這種從絕緣體到導體的相變過程本身就是高度非線性的，其電導率、溫度、密度相互耦合，變化多個數量級。」

「那麼在工質從不良導體轉向良導體的過程中，會形成等離子體鞘層，進一步擾動脈衝電磁推進器中的磁場、磁流體、等離子體等等。」

「而磁流體動力學不穩定性則會存在電流片（如磁重聯區域）的情況下發生，會導致電流片斷裂成多個磁島，破壞加速場的整體性，使能量從定向動能轉化為無序的熱能。」

「這會使得電流柱和磁場像一條繩子一樣發生彎曲，彎曲處的磁場一側變強一側變弱，導致彎曲加劇，最終可能使等離子體柱接觸到電極或壁面，造成短路和侵蝕等等。」

觀測室中，聽完徐川的解釋後，牧偉曄的眉頭皺得更深了，他思索了一會，開口說道。

「這是脈衝式電磁推進器的核心難題。」

「通常來說，這一問題的解決途徑是結合高級數值模擬、精妙的實驗診斷和創新的主動/被動控制技術來共同抑制磁場中的非線性、不穩定磁流體動力學問題。」

「比如高精度數值模擬、主動控制策略、利用具有特定電阻率的多孔電極，使磁場能更好地擴散到等離子體中等等手段我都嘗試過了。」

「而且使用的是更容易均勻電離的工質氙氣，如果氙氣這種最容易擴散的工質都不行的話，我真的想不到還有什麼其他的工質可以。」

站在屏幕前，徐川輕輕的笑了笑，開口道：「並不是說氙氣不行，而是或許你可以考慮換個方向。」

「換個方向？」牧偉曄看了過來，臉上帶著好奇的神色。

老實說，能夠解決這個問題的方向他都嘗試過了。

甚至為了能夠更高精度的模擬數值計算，控制脈衝電磁推進器中的磁場、磁流體、等離子體，他還申請了量子超算中心來進行實時控制。

但結果並不是多麼的理想。

徐川輕鬆了笑了笑，開口道：「其實方法很簡單，你被禁錮在尋找如何控制脈衝電磁推進器中的磁場、磁流體、等離子體這些東西上太久了。」

「既然控制它們是一件做不到的事情，那麼為什麼不可以在工質進入環狀脈衝電容器組前，就讓它從氣態變成等離子態呢？」