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EP 1572021-02-011:34:40

把離子液體噴成推進力

Natalya Bailey

Bailey 從太空探索的初衷講到離子與膠體推進器怎麼運作,再談小衛星市場、創業與公司文化,最後落在她對生命意義的看法。

Natalya Bailey: Rocket Engines and Electric Spacecraft Propulsion | Lex Fridman Podcast #157在 YouTube 看 ↗

重點6 條

  1. 電推進推力小,勝在省燃料:Bailey 說化學推進靠燃燒,瞬間推力大但燃料效率差;電推進把帶電粒子噴出去,同樣是動量交換,卻省燃料得多。她覺得電推進比化學推進更多地方沒被搞懂,這也是她喜歡它的原因。
  2. 她的公司做膠體推進晶片:Accion 用離子液體做推進劑,電場把液體拉成錐形,錐尖噴出離子。她說每平方公分的晶片目前約有 500 個發射尖端,正在朝四倍的數量努力,靠的是矽 MEMS 這類可以量產的製程。
  3. 動力來源是下一個瓶頸:她說太陽能板笨重又沒效率,電池也看不到什麼進展,要做出推力更大的電推進,大概得靠核能。她提到的障礙是反應爐的體積,以及一堆政治問題。
  4. 衛星變小變多,價格被壓下來:她看到軌道上有數萬顆衛星的可能,主要來自通訊需求。她也說客戶過去買一具離子引擎要付 2,000 到 2,500 萬美元,接下來會只想付 10k 美元左右,公司得搶在前面;面對競爭,她的做法是改用不一樣的製造方式。
  5. 創業要有願景,也要顧文化:她說早期靠令人興奮的願景和對的人,後來才發現公司的價值觀其實是從她和共同創辦人的行為裡滲出來的,不是另外訂一套就會成立。
  6. 意義在知識的累積:她認為人類不再只是繁殖與求生,追求並產生知識才是意義所在,就算文明被毀,只要知識保存下來就不算白費;日常裡,她把它歸結成追求知識、改善人類處境與待人和善。

時間軸26 段

01 01:38
外星智慧生命

Bailey 認為宇宙這麼大、時間這麼久,其他生命很可能存在;至於智慧生命她抱著希望,但也有點氣餒至今還沒有接觸。

02 05:02
火星與太陽系的生命

她說做這行是想為人類累積知識;太陽系裡找到基本微生物她不太確定,也擔心很難分辨是不是地球帶過去的污染。

03 07:49
誰先登上火星

她相信 SpaceX 與 Musk 會讓人類先踏上火星;長期定居的障礙她認為是政治與資金,不是科學或技術。

04 08:53
火星的規則,以及該不該去

Lex 提到 SpaceX 合約裡說地球政府管不到火星;她說只靠追求科學換來的探索預算很小,要有迫近的災難才會讓人類長住別的星球,她也懷疑人類該不該去。

05 12:20
AI 與太空探索

她說自己在這行大概算少數,覺得也許不該一直想送人上去,改送幹細胞與機器人也行,AI 在太空探索的角色會大很多。

06 14:41
想當太空人

她想去 ISS 做實驗,現在有了三個孩子,風險看法不同,不會是前一千個去火星的人。

07 16:14
火箭引擎怎麼運作

從動量守恆講起,比較化學推進與電推進:化學推進已很成熟,電推進燃料效率高得多,但還有許多謎。

08 22:48
離子引擎的原理

在游離室把中性氣體變成離子,經兩層柵極之間的電場加速噴出,再用外部陰極補電子,讓噴流保持電中性。

09 25:53
膠體推進器

以離子液體為推進劑,電場把液體拉成錐形,尖端噴出離子;她的團隊做成成百上千個尖端的推進晶片。

10 33:02
還不懂的物理

液體供應與電場造成的不穩定,近幾年才被搞清楚;單一分子離子的行為和整道離子束的表現,兩者怎麼接起來,理解上還有很大的缺口。

11 34:59
最迷人的想法

她說做什麼都挖到最後會碰到材料科學,也覺得同一條方程式能描述翼型氣流與選擇權定價,十分神奇。

12 37:51
核能供電

推力小但時間夠長還是能到有趣的速度;太陽能板和電池是限制,她認為更強的電推進得靠核能,但反應爐體積與政治都是問題。

13 42:47
電推進的用途

衛星進軌道後要維持位置、閃避碎片、最後處置;高軌衛星得推到墳場軌道,低軌則要讓它降下去燒掉。

14 46:11
衛星大或小

她認為大衛星會留下來,但摩爾定律讓小衛星能做的事越來越多;她用三個條件判斷哪些衛星適合裝膠體引擎。

15 49:55
衛星會有多少顆

她認為影像類衛星的數量會持平,通訊類則得靠更多衛星服務更多人,所以數萬顆有可能。

16 51:12
地球照片與火星移民

她說最有說服力的大概是從月球拍到的地球照片;對話接著談到火星殖民初期擠在密閉空間的心理壓力、要等有了規則再去,以及新殖民地可以從頭設計制度。

17 55:10
不用推進劑的推進

她說真正的轉折會是不需推進劑,但除非有新物理她不知道怎麼做;談到 Casimir 效應與她說才剛被推翻的 EmDrive。

18 58:49
去往其他恆星

她喜歡 Breakthrough Starshot 的構想;也說依相對論載人接近光速很難,但她覺得我們還缺了一些物理。

19 1:03:03
把推進公司做起來

早期靠令人興奮的願景、人脈和對的早期員工;客戶以往買一具離子引擎付 2,000 到 2,500 萬美元,接下來會只想付 10k 美元左右,得搶在前面。

20 1:08:55
怎麼面對競爭

她不把 SpaceX 看成對手,而是未來客戶;Accion 的做法是把矽 MEMS 量產製程帶進推進,而 NASA 的離子引擎由專人手工打造。

21 1:09:58
載人商業飛行

她看了 SpaceX 的載人發射,覺得很隨興,但也許是好事;也認為政府在探索與科學上退得太早,應該花更多錢。

22 1:14:30
創業建議

要有讓人早上起得來的願景;給年輕人的建議是盡量貼近第一原理,深入理解問題與客戶。

23 1:16:34
轉向與文化

北極星沒變過,但在先做較小市場的產品和直接揮大棒之間來回好幾次;文化要從一開始就花心力,因為它是從創辦人的行為滲出來的。

24 1:19:27
怎麼不對人發火

Lex 說自己看到能做得更好的人沒做好會發火;她說領導教練帶她做的第一件事就是學著不對人發火,先學會道歉,再靠過門時提醒自己冷靜、回應前先深呼吸這類小習慣慢慢改。

25 1:21:16
推薦的書

她談 Tender Is the Night、The Beginning of Infinity 和 Harry Potter,並說明公司名稱 Accion 的由來。

26 1:29:31
生命的意義

她認為意義在追求並產生知識,並讓它保存下來;日常則歸結成追求知識、改善人類處境與待人和善。