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防务短评中国离子火箭吹动一张纸意义重大

发布时间:2019-10-09 17:39:31

防务短评:中国离子火箭“吹动一张纸”意义重大

实践九号 卫星模型(资料图)

凤凰防务短评 2月18日

近日,中国方面宣布本国首台200毫米离子电推进系统,在长寿命地面考核试验中持续工作已超过1万小时。同时,该系统装载在2012年发射的 实践九号 卫星上,经过长达一年的在轨飞行试验考验,表现优异。

离子电推进系统是什么?用在什么地方?到底有什么意义?

实际上,离子电推进发动机就是科普读物中曾提到过的 电火箭 。电火箭在中国一度只存在于科普读物中,长期以来被美国、俄罗斯、欧洲和日本垄断,但今天终于被中国人研制成功,从而为中国的航天技术开启了一扇新的大门。

传统火箭发动机是通过化学燃烧反应,让尾部喷出高速气体实现推进。离子电推进发动机也采用喷气式原理,但是并不采用化学燃烧方式,而是通过电能作用于工质激发高速离子流向后推进。

离子电推进发动机的特点是加速度很低,可能会只有几厘米/秒甚至更低,有人形容这种推力只能 吹动一张纸 。但与化学火箭极短的燃烧时间不同,电推进火箭提供的加速时间可以很长,因此发动机比冲很大,就是说同样质量的工质能提供更大的总推力和最终速度。另一方面,卫星的调姿和变轨,微小推力往往就已足够。

实践九号 卫星的离子电推力系统,包括1个推进剂贮存模块、1个调压模块、4个流量控制模块、4台离子电推进器以及其他附属设备,系统干重只有约140千克,工作寿命在10000至15000小时之间。另据航天科技集团五院510所所长介绍,以一颗15年寿命的高轨道卫星为例,卫星约重4.8吨,其中化学燃料贮箱重量就达3吨,如果执行全电推进方案,可使卫星 瘦身 至2吨以下。

不过,离子火箭只能用于宇航飞行,只能 吹动一张纸 的推力是不可能用于地面的。但在低重力的太空中,离子发动机的战略价值就截然不同。由于极大减轻了发动机质量,等于让卫星或飞船有效载荷成倍提高,也等于成倍提高了运载火箭的效率。而且,如果能让离子发动机加速时间继续延长, 吹动一张纸 的推力经过一万、两万甚至十万小时的加速,最终速度将极为惊人!(凤凰防务短评 陶慕剑)

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