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卡三與SENER航空航天部門合作研究小型平臺空間等離子螺旋槳發動機

卡三與SENER航空航天部門合作研究小型平臺空間等離子螺旋槳發動機

卡三與SENER航空航天部門合作研究小型平臺空間等離子螺旋槳發動機(Credits: SENER Aeroespacial.

(神秘的地球uux.cn報道)據EurekAlert!:等離子螺旋槳(HPT)是一種用于太空電力推進的新技術。該技術可以替代目前市面上使用的發動機,并已經引起了眾多公司和機構的興趣。卡三和SENER航空航天部門已經研發出HPT的原始模型,并于2015年底在歐洲航天局(ESA)的電力推進實驗室進行其首次點火。自此,該項技術的設計和開發就不斷地改善更新,且已經在卡三大學內部的設施中進行了測試,新成果將反映在正在研發的新工程模型中。

目前,歐盟已經委派由SENER航空航天部門牽頭的團隊在2020地平線(編號為GA870542)框架下繼續推進HPT項目的研發。項目名為HIPATIA(HelIcon PlasmA Thruster for In-Space Applications應用于太空的等離子螺旋槳推進器)。除了卡三和SENER航空航天部門組成的西班牙科研人員,合作方還有法國國家科研中心、法國空客公司以及德國的高端空間技術公司。該團隊于2020年1月1日啟動項目,并將在接下來的30個月中共同努力,以測試適用于小型空間平臺新型HPT原件模型的運行,并投入市場運營。作為首次活動,所有相關單位的代表于1月28日至29日在馬德里Tres Cantos地區SENER航空航天總部和卡三大學內舉行了首次會議。

小型衛星發動機 “考慮到HPT的設計相對簡單而且技術非常穩固,HIPATIA項目有潛力為重量小于半噸的小型衛星提供高性能發動機方案,而所需的電力推進功率僅不到750瓦,”卡三項目負責人,生物工程和航空航天工程系空間推進和等離子設備(EP2)團隊的巴布羅·法哈爾多(Pablo Fajardo)解釋。

HIPATIA項目總負責人,SENER航空航天部門飛行和航空電子系統項目總監梅賽德斯·魯伊斯·阿羅(Mercedes Ruiz Haro),也表示:“HIPATIA項目是商用HPT技術開發的又一步。在這個由歐盟提供經費的項目結束時,我們將擁有一個經過驗證的完整的推進系統,并準備好了在空間軌道上展現其潛力的首演。”

該模型可用于非對地靜止衛星的未來星群中,這是一個正在發展的全新概念并有非常重要的意義。例如在高度1200千米的不同軌道平面上部署衛星星群 ,以提供覆蓋全球的寬帶互聯網服務,其中包括居住在當前無網絡覆蓋的地方的所有用戶。 HPT發動機運行原理

HPT推進劑由產生熱等離子體的圓柱形腔室內發射的射頻波天線和可以用超聲方式加速此等離子體的電磁噴嘴組成。該設備沒有柵格,電極或實心噴嘴等設備,在操作簡單和延長使用壽命方面具有很大的優勢。

等離子螺旋槳是一種電力推進器,因此其推進劑的消耗要少于化學火箭發動機,從而可以降低發射衛星的成本,或者以相同的價格提高其有效載荷能力。同時,與其他電氣系統(如離子電機和霍爾電機)相比,預計每單位功率的推力容量更大,從而縮短了行駛時間。

在HIPATIA項目框架下,待測試的HPT原始模型為應用于400-600瓦中等功率的范圍進行了優化。“這項技術對不同類型的衛星和星際旅行都有效。”巴布羅表示。將來,更高功率的螺旋槳等離子體可以用于載人火星飛行或地與月之間的載貨運輸,還可以應用于清除空間碎片或在太空加油的程序。

在該項目框架內,科學家和技術人員將面臨整合完整電力推進系統相關的難題,該系統包括推進劑單元,射頻和發電單元以及推進劑流量控制單元。




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