#微博公开课# 今天把NASA关于月球门户发布会看了一遍,有点小惊喜:这个小型月球空间站将会使用电推进技术作为主要轨道维持手段。
所谓的电推进,就是将工质在超高压电离后送入强磁场,典型工质是惰性气体氙。在磁场作用下带电离子以极高速度离开发动机,从而产生反推力。由于电离效率高,电磁场强大,工质离开的速度轻易达到几万米每秒,远远超过化学燃料工质最高几千米每秒的速度。
航天推进领域内,一个发动机核心评价指标叫做比冲,可以简单理解为这个数据越大效率就越高,发动机越厉害。几种使用不同燃料发动机中,固体发动机在200多,液氧煤油和四氧化二氮/肼类在300多,最厉害的液氧液氢也仅在450左右。而电推可以轻易做到3000甚至更高!
可以说,电推进也是目前效率最高的推进方式,消耗工质极少而推进效果好,且由于发动机原理的不同,理论上只要有足够燃料它几乎可以永远工作下去。电能来源也容易解决:太阳能,取之不尽用之不竭。
它目前的缺点在于人类现有技术能实现的推力极小,连一牛顿都是个巨大的障碍(一牛顿仅仅能拿起一个鸡蛋而已)。但这在太空环境里可以接受,聚沙成塔效果已经足够,我们领域的黑科技GOCE卫星飞在离地面仅270千米高度,正常情况下两个月就会被拖回大气,但仅40千克氙就维持了它4年任务(2009-2013)!
而早在1998年的深空一号(Deep Space 1)任务中,NASA就首次成功验证了离子电推进技术在深空探测任务中的应用,现在美国、欧空局和日本的深空探测基本都在使用。我国在实践十七这类高轨卫星上有过应用,深空探测领域还在探索。
这次发布会上,科学家们说给月球门户用的电推进将在现有技术上进一步提高数倍能力。电推进是未来人类太空旅行的必备法宝,也是人类航天领域的顶级科技之一,不可思议的技术。
图一:月球门户推进模块
图二:月球门户
图三:GOCE卫星
图四:深空一号
#下一站火星#
