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吸气式电推进器以空气为“燃料”

科普小知识2022-07-10 12:23:51
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科学日报北京3月25日电(记者刘霞)根据美国太空网最近的一份报告,欧洲航天局(欧空局)首次测试了一种新型的吸气式电推进器,它可以收集大气分子并替代空气推进剂。预计近地轨道卫星将几乎无限期地留在太空,也将使未来的火星探索变得更加容易。

卫星需要推力才能在太空中停留或移动。一般来说,卫星使用类似火箭的化学推进装置,但是电力推进由于其更高的效率而越来越受欢迎。然而,目前的电力推进系统仍然使用推进剂(如氙),因此卫星的待机时间受到携带的推进剂数量的限制,而卫星只能携带有限的推进剂。此外,为了抵消大气阻力,在距离地球表面几百公里范围内运行的卫星消耗更多的推进剂。

但是现在,欧空局已经开发了一种新型的电力推进系统,它可以从地球大气层的顶部捕获空气分子,压缩这些分子使它们变成等离子体,并施加电场(电力可以从太阳能电池板获得)来加速等离子体流,从而为卫星提供推力,使卫星能够在极低的高度绕地球运行很长一段时间。

该项目负责人路易斯·瓦尔波特(Luis Warport)解释说,当卫星的功率不足时,可以将足够的空气吸入低地球轨道,以便定期给卫星等航天器加压,确保燃料耗尽时卫星不会因重力而坠毁,并可以在最低轨道高度飞行。当然,该系统也可以在火星大气层的外缘工作,在那里收集二氧化碳分子作为“燃料”。

波兰和意大利科学家通过在真空室中模拟200公里高度的环境,成功测试了这项技术。“我们现在正在考虑这项技术的潜在应用,”沃尔波特说。

他说,吸气螺旋桨的工作高度可以低至160公里,因为它只能在真空或接近真空的环境中工作。沃尔伯特说:“使用空气作为推进剂为近地空间任务开辟了新的前景,这种任务可以用于高分辨率成像、研究大气层顶部的变化等。”