卫星发动机长啥样？

引擎就像人类的心脏。心脏维持人类所有的生命活动，而发动机推动机器运转。以前，我们谈论过飞机和火箭的发动机。今天，让我们来看看卫星上的引擎。

高压冷气——功率小，效果大

在卫星早期，由于推进技术不成熟，高压空调主要用于推进，这里的空调主要是氮气。不仅是卫星，其他航天器如前苏联的“东方一号”载人飞船、美国的“太空实验室”也使用空调推进。

空调推进的优点是安全、可靠、无污染，但推进功率小、性能低。

大象站在地上，一动不动。如果你加速向它们跑去并撞上它们，大象仍然站着不动。然而，如果大象在太空行走任务中放屁，大象的姿势肯定会改变。因此，尽管高压空调推进的性能不高，但足以调整空间中的各种卫星姿态。

因此，我国少数卫星仍在使用高压氮气。

单组份推进系统——神奇肼

肼是二战期间德国V2导弹的燃料之一。在铱催化剂的作用下，肼会立即分解成氮气和氢气，并在几毫秒内达到800℃。

后来，肼被广泛用于卫星动力。

如果发动机只使用一种推进剂，它被称为单组分推进剂。然而，像“液氧和液氢”和“液氧和煤油”这样的组合被称为二元推进剂。因此，仅使用一种推进剂(如肼)的推进系统称为单组分推进系统。

就性能而言，单组元推进系统优于高压氮气推进系统，但与其他动力系统相比，比冲仍然较低，主要用于中小型卫星。中国于2002年10月发射的“资源二号卫星”使用了单组分肼发动机。

此外，探测到冥王星并以历史上最快的发射速度离开地球的新视野号由9.75千克钚-238氧化物小球提供动力，同时其姿态调整和轨道修正由安全可靠的单组元肼发动机控制——新视野号运载77千克肼，而整个新视野号只有470千克。

双部件推进系统——两把剑的组合

与单组分推进系统相比，双组分推进系统使用两种推进剂。

目前，广泛应用于北斗导航卫星、嫦娥一号和嫦娥二号卫星的490N发动机是一种双部件推进系统。该发动机的推进剂为四氧化二氮(N2O4)和甲基肼，其真空推力为490牛顿，主要用于爬升等轨道调整。

上面列出的卫星是这种引擎的第一代。

2012年6月，第二代490N发动机成功应用于中兴2A卫星。2013年5月发射的中兴11号卫星也使用了490N发动机。

2016年初，中国第三代490N发动机通过了试车考核，试车寿命超过25000秒。第三代采用铼铱推力室，比冲为325秒，比国际同类产品高2秒。铼铱推力室主任许说:“由于卫星携带的推进剂有限，为了提高卫星的使用寿命，必须提高卫星发动机的性能。据统计，发动机的比冲每增加一秒钟，就能节省几公斤燃料，带来近1亿美元的经济效益。”

不久前，“中兴9A”卫星使用了490牛顿发动机。至于是第二代还是第三代，目前还没有消息。

电力推进系统-旅行灯

1

最后，还有最新的电力推进系统，它主要使用离子推进器。然而，事实上，“肼增强推进器”和“电弧推进器”也可用于非全电力推进系统。

核心离子推进器的原理是先电离气体，然后用电场力加速带电离子，然后喷射它们，然后产生推力。

联氨增强推进器是一种单组分联氨发动机，它能分离出高温氮气和氢气等气体，这些气体通过电阻加热器再次加热，以进一步提高气体的温度。电弧推进器通过电弧加热气体，气体被加热、膨胀并高速喷射以产生推力。

如果是全电力推进系统，卫星将不再有化学发动机和化学燃料。卫星的重量可以减轻40%以上，其好处不言而喻。例如，就发射成本而言，如果过去只有一颗卫星可以用火箭发射，那么全电力推进后，卫星的重量可以大大减轻，这样两颗卫星可以同时发射，发射成本可以瞬间降低一半！

轨道高度为36，000公里的地球静止轨道上的卫星将消耗大量燃料，以便在大约15年内保持其轨道，并且当它们被自身动力从转移轨道提升到地球静止轨道时。因此，这些卫星一半以上的重量是由推进剂带来的。

但是，离子推进器不需要携带推进剂，因此卫星的重量可以大大减轻，在轨时间可以延长。当然，这也要付出代价。例如，如果使用化学发动机，卫星从发射到定位只需要一两个星期，但是如果使用全电力推进，这个过程将需要4到9个月，相当于海龟的速度。然而，对于一颗已经在轨道上运行了十多年的通信卫星来说，牺牲五六个月是可以接受的。

1

外行看热闹，专家看门口。许多小国也能制造卫星，甚至有发射能力。然而，对于轨道高度和重量相同的卫星，我已经在轨道上运行了18年，而你已经在轨道上运行了6年。这就是区别。造成这种差异的主要原因是由卫星上的推进系统决定的。从空调推进到电力推进系统，我们卫星上的发动机不断升级，这见证了卫星制造和发射的一系列显著成就。