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243电推技术

也是国际航天界的研究热点,已经有产品被实际应用在航天器上,但都还不太成熟,只能作为辅助使用。

    以火箭为例,目前的主流产品还是传统的化学火箭,通过推进剂催化反应产生高温,将推进剂加热后喷出形成反方向的推动力。技术已经发展得很成熟了,但是瓶颈限制越来越明显:需要消耗的推进剂比例太高,导致每单位载重进入太空的费用居高不下。以500吨重的火箭来说,其中有300吨就是推进剂的份量,效率可想而知。

    而如果使用电推动力,则是用电能将惰性气体如氙气,电离后,形成由离子和电子组成的等离子体,其中离子在电场作用下加速喷出,产生推力。电推进系统的利弊都很明显,最大的优点就是:同样的宇航任务,电推进系统需要消耗的原料,大约只有使用化学方式的10甚至更少,而且精度和安全度都比较高。而最致命的缺点则是:推力太小,目前全球上公开过的电推进系统参数,最大的推力也在100牛以内。

    100牛是什么概念?在地球引力环境中,质量为1公斤的物质所受重力大约为98牛,也就是说如果使用目前已知的最先进的电推进系统,也只能将10公斤的载重送上太空。纵然在一些顶尖实验室里,应该已经研发出了推力更强的电推进系统,但是比比看目前单发化学火箭发动机可达到的数百吨推力,只能说呵呵了。所以目前航天飞行器上所应用的电推进系统,一般都是配合无重力的太空环境使用。

    要让电推进真正代替化学推进,不外乎两条路,一是大幅度提升电推进系统的推力,二是继续减少电推进系统的消耗。而王志伟今天汇报的内容,对于电推进系统来说,将是跨越性的发展和进步。

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