中國(guó)研制“星際穿越”利器 2020年將升空
示意圖:電推力器原理
吹一口氣產(chǎn)生的力,可以熄滅一支蠟燭,也可以在太空中送航天器去火星,只要不斷地“吹”,讓速度隨時(shí)間累積。
盡管電推力器產(chǎn)生的推力目前仍十分輕微,卻可以讓人類以更低的成本進(jìn)入太空,因而被國(guó)際宇航界列為未來(lái)十大尖端技術(shù)之一,成為人類進(jìn)軍更遙遠(yuǎn)深空的利器。
推進(jìn)系統(tǒng)是人類航天發(fā)展的基石。國(guó)際上電推進(jìn)技術(shù)嚴(yán)格保密。繼美、俄、歐、日后,中國(guó)依靠自主研發(fā),已經(jīng)掌握這項(xiàng)當(dāng)前最先進(jìn)的空間推進(jìn)技術(shù),并希望進(jìn)軍國(guó)際電推進(jìn)通信衛(wèi)星市場(chǎng)。
中國(guó)空間技術(shù)研究院通信衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師王敏在接受新華社記者專訪時(shí)說(shuō),中國(guó)將在2020年前后發(fā)射第一顆全電推進(jìn)通信衛(wèi)星,為國(guó)土及周邊區(qū)域提供寬帶通信數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。
在此之前,中國(guó)預(yù)計(jì)將在2016年底發(fā)射一顆混合推進(jìn)通信衛(wèi)星,其中化學(xué)推進(jìn)用于轉(zhuǎn)移軌道變軌,電推進(jìn)用于同步軌道定點(diǎn)位置保持。此外,在未來(lái)的中國(guó)空間站上,也會(huì)使用電推進(jìn)系統(tǒng)。
專家介紹,電推力器主要包括離子和霍爾兩種推力器,它們?cè)诒举|(zhì)上是相同的,都是用電能將惰性氣體氙氣電離,形成由離子和電子組成的等離子體,其中離子在電場(chǎng)作用下加速噴出,產(chǎn)生推力。
王敏說(shuō),電推進(jìn)消耗的推進(jìn)劑僅為化學(xué)推進(jìn)的十分之一。一顆典型的5噸重的化學(xué)推進(jìn)通信衛(wèi)星,其中3噸是燃料,2噸有效重量;如果換成全電推進(jìn),則只需300公斤推進(jìn)劑。
“如此帶來(lái)的好處顯而易見(jiàn),衛(wèi)星重量減輕后,可以一箭雙星發(fā)射,也可以用便宜的小火箭發(fā)射,大大節(jié)省了發(fā)射費(fèi)用,或者可安裝更多有效載荷,增強(qiáng)衛(wèi)星功能!蓖趺粽f(shuō)。
采用全電推技術(shù)后,燃料攜帶量將不再成為衛(wèi)星壽命的約束,通信衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命將突破目前15年的上限,達(dá)到18至20年。
專家說(shuō),全電推進(jìn)的主要不足是推力小,目前僅為化學(xué)推進(jìn)的幾千分之一,一般不會(huì)應(yīng)用到諸如運(yùn)載火箭、快速入軌航天器等領(lǐng)域,但作為衛(wèi)星、飛船、星際探測(cè)器的姿態(tài)、軌道控制的推力器,以及星際航行的動(dòng)力,其優(yōu)勢(shì)無(wú)可比擬。
電推進(jìn)更具商業(yè)價(jià)值的應(yīng)用是在通信衛(wèi)星領(lǐng)域。此外,由于更省燃料,電推進(jìn)在深空探測(cè)中的應(yīng)用越來(lái)越受到重視。電推進(jìn)探測(cè)器可以飛得更遠(yuǎn),探測(cè)更多目標(biāo)。
目前國(guó)際上已發(fā)射5顆電推進(jìn)深空探測(cè)器。其中,日本“隼鳥”號(hào)是世界上第一個(gè)到達(dá)小行星采樣并返回地球的航天器。正在探測(cè)谷神星的美國(guó)“黎明”號(hào)是世界上第一個(gè)能對(duì)兩顆小行星詳細(xì)探測(cè)的航天器。
目前,中國(guó)電推力器的功率達(dá)到1千瓦至5千瓦量級(jí)。中國(guó)空間技術(shù)研究院計(jì)劃在2020年完成50千瓦量級(jí)大功率推力器的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。如果將40個(gè)這樣的推力器組成陣列,可讓300噸量級(jí)的飛船在200天左右到達(dá)火星。

不 經(jīng) 歷 風(fēng) 雨 怎 么 見(jiàn) 彩 虹!
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