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科学家提议用冰块作燃料 送纳米卫星上太空

发布时间:2019-10-12 22:28:19

近期,荷兰的科学家们提议在立方体纳卫星(重量为千克级、以微机电系统(MEMS)技术为基础的小卫星)上采用新型助推装置:将冰块作为燃料,利用冰块升华产生的热量来推动卫星升空。关于新方案的具体介绍刊登在《宇宙学报》上,而在英国的《新科学家》报上也有简短的介绍。

所谓“纳米卫星”,是指规格特别小的卫星,如众所周知的立方体纳卫星就是质量1千克以下、形如立方体、标准尺寸为10×10×10厘米的小型卫星。发射这类卫星简单易行并且价格低廉(可以捆绑在一枚大的火箭平台上面,发射只需要额外4万美元的花费),因此纳米卫星备受科学研究者的喜爱。但是由于缺少理想的发射驱动装置,制约了纳米卫星的灵活性和可操作性。

为了解决这个问题,荷兰代尔夫特理工大学的教授提议:采用冰作为火箭发射的助推燃料。在立方体纳卫星中放入100斤冰块,当火箭进入太空时,冰块开始升华,释放蒸汽。升华产生的热量是助推器的能量来源。

这一设想由来已久,目前荷兰代尔夫特理工大学的教授和他的团队正在研究,如何才能在卫星发射之前将冰块保持固体状态不融化(因为通常等待发射的时间比较长)。又或者直接在发射时将水凝固成冰作燃料,但是这种方式加大了设计的难度。

与此同时,美国麻省理工大学也在研究利用电雾化装置(静电力作用下液体破碎成带电小液滴的过程)作为助推器推动卫星升空,而另一所美国知名大学——密歇根大学正在考虑使用微型离子发动机(通过太阳能转换成的电能予以加热的方式或这种电能产生的静电场、电磁场的作用获得动能来实现反作用推进,是太阳能电火箭发动机三种类型中的一种)为助推器。荷兰科学家认为,这些方式各有千秋:对于远距离的卫星发射最好使用前两种方式(即电雾化装置和微型离子发动机),而对于短期调整行驶轨道,使用冰块作燃料是最好的选择。

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