对于绕地球旋转的卫星,利用电力电离并推动氙粒子,使它们到达它们需要去的地方。虽然氙原子很容易电离,并且重量足以产生推力,但这种气体稀有且昂贵,更不用说难以储存了。
由于新的研究,我们很快就能找到替代方案。进入碘。
太空技术公司现已完成碘气动力卫星的全面在轨运行推我,该技术有望带来比以往更高效、更经济的卫星推进系统。
碘电力推进系统在真空室中点火。 (推我)
ThrustMe 的首席技术官兼联合创始人德米特罗·拉法尔斯基 (Dmytro Rafalskyi) 表示:“碘比氙的储量丰富、价格便宜,而且还有一个优点,即可以在不加压的情况下以固体形式储存。”
虽然早期对碘推进发动机的地面测试很有希望,但让它在太空中工作是迄今为止最明显的迹象,表明这可能是小型航天器发动机的未来——而且我们对太空的探索实际上可以继续下去。
该团队使用碘为一颗重 20 公斤(44 磅)的 CubeSat 卫星提供燃料,该卫星配有名为 NPT30-I2 的发动机,该卫星于 2020 年 11 月 6 日发射。演习成功进行,并且证明碘也能实现比氙更高的电离效率。
除了我们已经讨论过的好处之外,基于碘的系统还可以以比当前卫星更小、更简单的形式建造:与氙和其他推进剂不同,碘可以在转化为气体之前以固体形式存储在卫星上,因此不需要笨重的高压气罐。
Rafalskyi 表示:“NPT30-I2 的成功演示意味着我们可以继续开发碘推进器的下一步。”
“在进行太空测试的同时,我们开发了新的解决方案,可以提高性能,并开始了广泛的地面耐久性测试活动,以进一步突破这项新技术的极限。”
碘发动机的布局。 (Rafalskyi 等人,《自然》,2021)
预计未来十年将有数以万计的卫星被发射入轨道,因此,如果我们要继续探索和分析我们周围的地球和宇宙,找到使它们尽可能高效且尽可能经济实惠的方法是关键。
使用碘使卫星更便宜、更高效、更紧凑,对于如何部署、训练卫星星座具有多种潜在的好处互相避开,并在其使用寿命结束时予以处置。
挑战依然存在:碘具有高度腐蚀性,这意味着需要陶瓷来保护卫星部件,而目前碘发动机的响应速度不如氙气发动机。然而,这是该技术向前迈出的一大步。
ThrustMe 首席执行官兼联合创始人 Ane Aanesland 表示:“这些历史性结果的发布不仅对 ThrustMe 很重要,而且对整个航天行业也很重要。”
“让我们的结果经过同行评审并公开发布,可以为社区提供更多信心,并有助于在行业内建立基准。”
该研究发表于自然。