日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)利用猎户座任务发射了一颗小型立方体卫星,该卫星利用水在太空中推进。这是首创,不仅使设备更加稳定、污染更少,而且开发和建造成本也更低。
用水移动航天器不再是科幻小说。日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 的工程师成功开发出水推进系统,这是一项重大科学创举”首次使用水推进系统进行近地轨道以外的轨道控制操作»。
正在进行的故事始于执行美国宇航局阿耳忒弥斯任务的猎户座宇宙飞船的发射。将猎户座送上月球的 SLS 火箭是一台强大的机器,但在任务框架内并未得到充分利用——船上既没有人员也没有食物,尽管这是阿耳忒弥斯任务的最终目标。除了猎户座之外,还涉及其他任务,例如 JAXA 的紧凑型卫星(CubeSat 6U 型)EQUULEUS (1)。这颗小型卫星的全称是 EQUilibriUm Lunar-Earth point 6U Spacecraft,它嵌入了名为 AQUARIUS (2) 的推进系统,即“AQUA ResIstojet propUlsion System”(水阻喷射推进系统)。
该系统众所周知:由加拿大人 Yvonne Brille 发明,但该系统仅限于对地球周围的卫星轨迹进行小幅修正。但就 EQUULEUS 而言,这是一个更进一步的问题,也就是说,在地球和月球之间的五个拉格朗日点之一。最近人们谈论的两个天体之间的平衡点,因为詹姆斯·韦伯太空望远镜就位于这里。距离我们星球 150 万公里的一个点,它可以保留在那里,而无需进行太多的轨迹修正。
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因此,AQUARIUS 不使用其他卫星的经典燃料:肼。肼也是液体且透明,并具有许多与水相似的化学性质(密度、粘度、凝固温度等),是一种超级燃料。在太空中,当它遇到热量和催化剂时,我们会利用它的解离来推动身体移动。但如果卫星喜欢它,人类就不那么喜欢它:它毒性很大,污染严重。它所需要的只是空气中的氧气和最微小的催化剂颗粒(简单的铁锈粉尘)即可点燃。如果在液态时发生处理错误,肼就会充当神经毒剂。而且一旦发生火灾,它是超热的无形火焰,几秒钟内就会烧伤皮肤和呼吸道。
这就是 AQUARIUS 及其 Restojet 发挥作用的地方,因为燃料的成分相当于一瓶水——准确地说是 1.2 升。通过利用通信系统电子元件释放的热量,AQUARIUS 将水转化为水蒸气。 AQUARIUS 将水注入水箱中,水箱会加压。然后微滴将穿过汽化室(此时发生加热)并喷射到太空中。从而产生适度的推力,但能够持续很长时间。
即使不是这种类型的系统,我们也可以将自己带离地球轨道,但水瓶座仍然是太空中的一个关键推进系统。每次轨迹变化都会消耗昂贵且有时甚至是危险的燃料。相比之下,水既便宜又丰富(至少在地球上是这样!)而且处理起来完全安全。 EQUULEUS 任务将如何结束还有待观察,以了解在不久的将来水是否确实会成为我们未来航天器辅助推进系统的来源。
(1):“小马”星座名称
(2):“宝瓶座”星座名称
注:日本工程师或许是黄道带骑士的粉丝?
来源 : 登记册