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  • 1 # 使用者1762952007506

    衛星、空間站等航天器要實現變軌都需要動力,由於太空屬於真空環境,因此不可能使用螺旋槳,必須配備推進器。一種是化學推進器,像火箭一樣的發動機,發動機消耗化學燃料。另一種是電力離子推進器。

    兩種推進器的本質都是向外噴射物質,獲得反作用推進力。

    區別是化學推進器利用的是化學燃料的燃燒向外噴射物質。

    電力離子推進器則是先將工質氣體電離,然後用電場力將帶電的離子加速後噴出,以其反作用力推動航天器。 由於帶電離子在推進器中會被加到10~18千米/秒的超高速度,因而工質的使用效率非常高。 所以,電力推進的衛星攜帶的工質氣體比化學推進衛星攜帶的燃料要少90%,可以大大減輕衛星重量。

    如果衛星、空間站等攜帶的化學燃料或工質氣體耗盡,無法維持軌道後,一般都會墜入大氣層燒燬。因此像空間站這樣的大型航天器,需要貨運飛船定期補加推進劑。

    近期發射的中國天舟一號,其實現了對天空二號的在軌推進劑補加。

    電力離子推進器

    離子推進器原理示意圖

    由波音公司研發的ABS-3A 702SP衛星是全球首個電力推進衛星,2014年3月發射升空。

    中國實踐十三號衛星

    中國2017年4月12日發射的實踐十三號衛星,是中國的首顆電力推進衛星。

    實踐十三號衛星安裝了四臺200毫米口徑的LIPS-200離子推進器。LIPS-200是由中國航天科技集團公司五院510所自主研製的中國首個衛星用200毫米離子電推進系統,地面壽命及可靠性試驗累計工作時間達到6000小時,開關機3000次。單臺推進器的額定推力40mN,比衝達3000s,相比之下化學火箭發動機中比衝最高的氫氧發動機也只有400多秒。

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