中国研制星际穿越利器

<p>　　吹一口气产生的力，可以熄灭一支蜡烛，也可以在太空中送航天器去火星，只要不断地“吹”，让速度随时间累积。</p><p>　　尽管电推力器产生的推力目前只有那么轻微，却可以让人类以更低的成本进入太空，因而被国际宇航界列为未来十大尖端技术之一，成为人类进军更遥远深空的利器。</p><p align="center"> </p><p>　　电推进航天器构想图             </p><p>　　推进系统是人类航天发展的基石。国际上电推进技术严格保密。继美、俄、欧、日后，中国依靠自主研发，已经掌握这项当前最先进的空间推进技术，并希望进军国际电推进通信卫星市场。</p><p>　　中国空间技术研究院通信卫星副总设计师王敏在接受中国特稿社记者专访时说，中国将在2020年前后发射第一颗全电推进通信卫星，为国土及周边区域提供宽带通信数据传输服务。</p><p>　　在此之前，中国预计将在2016年底发射一颗混合推进通信卫星，其中化学推进用于转移轨道变轨，电推进用于同步轨道定点位置保持。此外，在未来的中国空间站上，也会使用电推进系统。</p><p>　　专家介绍，电推力器主要包括离子和霍尔两种推力器，它们本质上是相同的，都是用电能将惰性气体氙气电离，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。</p><p>　　王敏说，电推进消耗的推进剂仅为化学推进的十分之一。一颗典型的5吨重的化学推进通信卫星，其中3吨是燃料，2吨有效重量；如果换成全电推进，则只需300公斤推进剂。</p><p>　　“如此带来的好处显而易见，卫星重量减轻后，可以一箭双星发射，也可以用便宜的小火箭发射，大大节省了发射费用，或者可安装更多有效载荷，增强卫星功能。”王敏说。</p><p>　　采用全电推技术后，燃料携带量将不再成为卫星寿命的约束，通信卫星的设计寿命将突破目前15年的上限，达到18至20年。</p><p>　　专家说，全电推进的主要不足是推力小，目前仅为化学推进的几千分之一，一般不会应用到诸如运载火箭、快速入轨航天器等领域，但作为卫星、飞船、星际探测器的姿态、轨道控制的推力器，以及星际航行的动力，其优势无可比拟。</p><p align="center"> </p><p>　　中国航天技术人员研制电推进器。     中国空间技术研究院提供/中国特稿社</p><p>　　电推进更具商业价值的应用是在通信卫星领域。王敏解释说，通信卫星一般轨道较高，由于太空有很多干扰作用，位置会漂移，所以需要定点位置维持。此外，低轨道卫星以及体积庞大的空间站，也需要推进系统来维持位置，防止大气阻力造成高度降低。</p><p>　　此外，由于更省燃料，电推进在深空探测中的应用越来越受到重视。电推进探测器可以飞得更远，探测更多目标。</p><p>　　目前国际上已发射5颗电推进深空探测器。其中，日本“隼鸟号”是世界上第一个到达小行星采样并返回地球的航天器。正在探测谷神星的美国“黎明号”是世界上第一个能对两颗小行星详细探测的航天器。</p><p>　　王敏说，尤其是发展到载人深空探测阶段后，电推进技术的作用更加重要。据估算，一个载人火星着陆往返系统，如采用化学推进，航天器发射重量将达到1500吨量级，而人类目前最强大的火箭运载力只有约100吨，所以需要多次发射，在地球轨道上将飞船拼接好，再去火星，代价巨大。如果用电推进，航天器的重量可减少至300吨量级。</p><p>　　中国电推进技术研究起步于20世纪60年代，在钱学森等人的支持下发展起来，但研究一度中断，20世纪90年代重新开展。中国2012年发射的实践九号卫星在首尾两端安装了离子推力器和霍尔推力器，验证了它们的性能。</p><p>　　目前，中国电推力器的功率达到1千瓦至5千瓦量级。中国空间技术研究院计划在2020年完成50千瓦量级大功率推力器的关键技术攻关。如果将40个这样的推力器组成阵列，可让300吨量级的飞船在200天左右到达火星。</p><br />