全球首例,天儀衛星碘電推進器成功飛行,中國湖南發力

你知道航天空间站推进器吗?简单来说,类似于汽车当中的发动机,推进器在空间站中的作用是支撑空间站的日常运行,并为其提供动力。2022年1月1日。天仪卫星官方消息:2021年11月17日,顶级学术周刊《自然》刊登并报道了我国天仪卫星搭载的推进器在轨演示试验成功。

天仪卫星完成全球首例碘电推进器的首次飞行,证明了将碘作为空间站电力推进系统推进剂的可行性。这在节约能源、降低成本、提高电力系统使用寿命的同时,也推动了碘电推进技术在商业太空领域中的脚步,对于我国来说具有跨时代意义。

天仪研究院不打无准备的仗。为了克服碘在太空环境中出现的各类问题,对碘离子束进行进一步的检测、验证碘电推进器的可行性。天仪研究院与法国创企Thrust Me合作,借助天仪北航空事卫星一号,在2020年11月6日成功将Thrust Me研制出的世界上第一个碘电推进器送上太空。为了完成对碘电助推器的适配工作,天仪卫星平台在6个月内进行了200多次轨道机动任务,轨道半长轴正反变化累积超过60km。

长沙天仪卫星研究院采用碘来替代传统推进器使用的氙,其目的和意义是什么呢?对比氙气,碘元素有何优势呢?本文将为大家一一揭晓。

与国外不同,我国是世界上第一个使用电推进发动机的国家,中国空间站是唯一一个以电推进发动机来代替燃料发动机的空间站。不过电推进器也是需要“燃料”的,氙气以及本文要说的碘,便是电推进器的燃料。不过这种燃料并不是传统意义上的,能够发生化学燃烧的燃料,而是推进剂或者说是推进工质。

事实上,与世界上绝大多数的电推进发动机一样,我国使用的电推进发动机主要是以氙作为推进剂。即在电场的作用下变成等离子体,随后在磁场和电场的作用下喷出发动机产生推力。对比传统的燃料推进器,电推进器十分节省燃料。同样的路程和任务量,使用电推进器所携带的化学燃料仅达燃料推进器所携带原料的十分之一,甚至更低。

也正因此,电推进器被认为是未来太空探测的主流发动机。换句话说,我国选择电推进器是符合未来发展趋向的。证明了电推进器的优越性,下面让我们来说一下对比氙气,碘作为电推进器的优势有哪些?

对比氙,碘的优势是生产成本低,易携带,这也是我们研究碘燃料的主要目的。要知道,航天机构也是要考虑成本的。质优价廉的原料,无论放在哪一行都是“香饽饽”。而且碘是固体,不需要特殊的仪器装载,这给占地面积本就稀缺的空间站预留出了更多的位置。另外是“变现快”,对比氙气,碘因为运输的便捷性,能够直接交付给客户使用,而且储存时间长,在降低电推进器成本的同时,也有利于快速商业化的变现。

值得一提的是:天仪卫星只是碘元素作为电推进器的第一步,若后续解决了关于碘原料的所有问题,空间站及运载火箭等航天设备更迭碘电推进器只是时间问题。那么碘燃料目前有哪些问题需要克服呢?

首要问题是碘的腐蚀性。塑料、金属、不锈钢都会被碘腐蚀。碘从固体变成气体需要加热,尽管过程很简单,但碘在加热过程中,容易留下固体积攒在运输管道里,这便容易造成加热运输管道的堵塞。而且碘成为等离子体后,其阳离子的腐蚀性要高于氙,因此,采用碘作为助推剂的发动机寿命比较短,而且喷出去的碘气有可能对其它卫星造成损坏。

天仪卫星完成世界首例碘电助推器飞行试验,对于我国的航天推进发动机来说是一个重大的突破。不过就目前的现状来看,氙助推剂仍是助推器的主流选择。如何解决碘电推进器的衍生问题,是决定我国电助推器发展方向的前提,也是碘能否用来作为航空商业助推器发展的前提。

对于我国完成世界首例碘电推进器卫星飞行试验这件事情,大伙有什么想说的呢?你认为碘电推进器能否成为未来电推进器的主流选择呢?欢迎在下方留言、评论。我是柏柏说科技,资深半导体科技爱好者。关注我,带你了解更多最新的半导体资讯,学习更多有用的半导体知识。