“呼吸型”电离子推进器大幅延长卫星工作年限

shuszhao · 发表于 2018-3-23 08:58:52

离子推进器是未来太空飞行器一种极具前景的推进设备，但它的工作寿命受限于上面携带的推进剂剂量，一旦推进剂消耗完毕，任务就宣告结束……

不再只是纸上谈兵的理论！欧洲太空总署（ESA）团队现在开发出新型电离子推进器且通过关键性测试，能从大气层顶吸取微薄空气分子作为推进剂，让卫星可以长时间飞行于极低轨道。

离子推进器是未来太空飞行器一种极具前景的推进设备，但它的工作寿命受限于上面携带的推进剂剂量，一旦推进剂消耗完毕，任务就宣告结束。
不过，欧洲太空总署与意大利一家太空科技公司 SITAEL 现在合作测试了一种新型“呼吸式”电离子推进器，改从大气层顶部捕获空气分子做为推进剂燃料，它没装备什么复杂零件，只有一些线圈、电极、可以收集压缩空气分子的进气口，当空气被电离成离子后再给予电荷，使离子加速弹射出去转化为推力，卫星一旦不再受限于有限燃料，将能在低轨道上运行更长时间。
这种设计灵感来自霍尔推进器（Hall thruster），利用电场与磁场来电离气体（通常是氙气），然后将离子排出以产生推力，比传统火箭更清洁、安全、省油，是未来太空探测飞行器的首选推进设备之一，但稍嫌美中不足的是其推力与加速度没有那么强大。
也因此，比起短跑冲刺，它们更适合长跑马拉松领域，比如需要长期运行并传送数据的卫星和太空探测飞行器，后者如果前往火星，也可以吸取火星大气中的二氧化碳做为推进剂。

团队日前已在真空实验室（模拟高度约 200 公里的大气环境）中测试推进器原型，并成功借由氮氧空气混合物点燃，意味着吸取空气的电离子推进器不再只是理论，而是可以准备开发的工具，有朝一日将成为新一类任务的基础。