研究人员测试用于在轨卫星的电动碘推进引擎

2021年11月18日 21:15 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

今天在地球轨道上运行的卫星都装有推进器,以帮助它们达到所需的轨道并停留在那里。今天,卫星上的推进器依靠的是用来电离和推动氙气粒子以获得推力的电力。当氙原子被电离时,由于其重量,它们可以产生推力。利用氙气作为卫星上的推力所面临的挑战是,这种气体稀有、昂贵,而且难以储存。

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最近在轨道上试射的新电力推进引擎利用了一种替代推进剂:碘。这次在轨测试是由一家名为ThrustMe的公司进行的,利用碘作为推进剂。ThrustMe认为它的引擎可以用来使卫星比使用现有技术更便宜、更有效。

使用碘的主要好处是,它储量很丰富,而且比氙气更便宜。碘的另一大好处是,它能够作为固体储存,而不需要加压。在进行在轨测试之前,碘发动机被用于地面测试,表明该技术对于航天器的小规模发动机是可行的。

在其在轨测试中,公司研究人员使用碘为一个44磅的CubeSat卫星提供动力。该测试发动机被称为NPT30-I2,它于2020年11月6日被发射进入轨道。在轨道上时,它成功地进行了机动操作,研究人员发现碘可以达到比氙更高的电离效率。

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ThrustMe认为,除了上面提到的所有好处外,基于碘的发动机可以比目前卫星上使用的发动机小得多,也更简单。更小的卫星发动机意味着在同样大小的底盘上有更多的空间用于有效载荷和仪器。更简单的发动机将意味着更少的故障机会。碘发动机可以明显变小的主要原因是,由于碘可以作为固体储存,所以将不需要高压液化气罐。

在其成功演示之后,开发推进系统的测试计划的下一步可以进行。在准备用小规模发动机进行轨道测试的同时,研究人员也在开发性能更强的版本。此外,团队成员还在进行一项广泛的地面耐力测试计划,以探索该技术的极限。

由于SpaceX等公司的存在,发射卫星的价格不断下降,预计未来十年将有大量的卫星被送入轨道。ThrustMe希望找到使卫星更经济、更有效的方法,允许对我们的星球和宇宙进行更多探索和分析。虽然该项目表现良好,但研究人员注意到有一些挑战他们必须克服。

一个挑战是碘的腐蚀性,需要用陶瓷来保护卫星部件。另一个挑战是改善碘发动机的响应性,使其与目前的氙气部件相媲美。这类技术可能会对所有类型的行业产生重大影响。

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也许,在未来,像SpaceX和其他希望用卫星群包围地球以提供互联网连接的公司可以利用新的推进系统。这将有助于使卫星更便宜,这反过来会使服务更便宜,使更多人能够利用它。最近,SpaceX将另外53颗Starlink卫星送入轨道,并计划在地球周围增加数以万计的卫星。

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