期待未来人类向火星任务,欧洲航天局已经建立并测试了一个可以仅使用空气分子推动航天器和卫星的电动离子推进器。
火箭电动机通常是由含有氩气,氟利昂,氮气和丙烷的气体混合物加油的。特别是,世界上最强大的推进器使用单甲基氢嗪和二氮四氧化物的双托管混合物。
结合这两种物质是一个复杂的过程,因为它点燃了爆炸。尽管如此,当用于加油推进器时,混合物可在1,000秒内产生约2.7吨推力,并燃烧9.8吨推进剂。它已成功将新卫星推入低地轨道,并为航天飞机的轨道操纵系统提供了动力。
ESA最近创建的不仅会使开发推进器为航空工程师更加安全。它为更长的任务铺平了道路,同时避开了船上可能爆炸的风险。
大气分子而不是推进剂的使用
代替爆炸性推进剂,由航天局团队设计的电动火箭电机使航天器和卫星通过从外层接收空气分子来在其他行星大气中生存。
“该项目始于一种新颖的设计,旨在将空气分子作为推进剂从地球大气的顶部作为推进剂,约200公里的高度,典型的速度为7.8 km/s,”说ESA工程师Louis Walpot参与了推进器的开发。
最初的概念是由意大利最大的私人太空公司Sitael提出的。 ESA随后创建了一个完整的原型,并在其一个设施之一中对其进行了测试,其中模拟了低地球轨道环境。
为了提供推进系统的摄入量和推进器的空气,该团队使用了“粒子流量发生器”来人为地产生高速分子。
然后,这些分子是由波兰航天器制造商Quintescience构建的摄入量收集的。在常规条件下,空气颗粒只需从机器上反弹,但是革命性的摄入量会在给出电荷之前压缩它们。
一旦将这些空气分子转换为带电的离子,它们就会产生推力。通过这种过程,Sitael制造的推进器可确保更好的传入分子充电,以产生现有的推进系统所能产生的结果。
为了结束他们的测试,团队反复使用Xenon作为大气推进剂点燃了火箭电机,每一次尝试都是成功的。这意味着发明就可以开发用于长期太空任务,包括一个将一个人带到火星的人。
太空机构的合作伙伴将人送往火星
过去,世界各地太空机构的最终目标是将其登上月球。现在,已经征服了地球的月球卫星,下一个目标是向火星发送人类任务。
NASA计划发送其火星2020漫游者调查红色星球的资源(例如氧气),而ESA的Exomars Trace trace trace Orbiter终于输入火星的轨道寻找甲烷。