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卡三与SENER航空航天部门合作研究小型平台空间等离子螺旋桨发动机

卡三与SENER航空航天部门合作研究小型平台空间等离子螺旋桨发动机

卡三与SENER航空航天部门合作研究小型平台空间等离子螺旋桨发动机(Credits: SENER Aeroespacial.

(神秘的地球uux.cn报道)据EurekAlert!:等离子螺旋桨(HPT)是一种用于太空电力推进的新技术。该技术可以替代目前市面上使用的发动机,并已经引起了众多公司和机构的兴趣。卡三和SENER航空航天部门已经研发出HPT的原始模型,并于2015年底在欧洲航天局(ESA)的电力推进实验室进行其首次点火。自此,该项技术的设计和开发就不断地改善更新,且已经在卡三大学内部的设施中进行了测试,新成果将反映在正在研发的新工程模型中。

目前,欧盟已经委派由SENER航空航天部门牵头的团队在2020地平线(编号为GA870542)框架下继续推进HPT项目的研发。项目名为HIPATIA(HelIcon PlasmA Thruster for In-Space Applications应用于太空的等离子螺旋桨推进器)。除了卡三和SENER航空航天部门组成的西班牙科研人员,合作方还有法国国家科研中心、法国空客公司以及德国的高端空间技术公司。该团队于2020年1月1日启动项目,并将在接下来的30个月中共同努力,以测试适用于小型空间平台新型HPT原件模型的运行,并投入市场运营。作为首次活动,所有相关单位的代表于1月28日至29日在马德里Tres Cantos地区SENER航空航天总部和卡三大学内举行了首次会议。

小型卫星发动机 “考虑到HPT的设计相对简单而且技术非常稳固,HIPATIA项目有潜力为重量小于半吨的小型卫星提供高性能发动机方案,而所需的电力推进功率仅不到750瓦,”卡三项目负责人,生物工程和航空航天工程系空间推进和等离子设备(EP2)团队的巴布罗·法哈尔多(Pablo Fajardo)解释。

HIPATIA项目总负责人,SENER航空航天部门飞行和航空电子系统项目总监梅赛德斯·鲁伊斯·阿罗(Mercedes Ruiz Haro),也表示:“HIPATIA项目是商用HPT技术开发的又一步。在这个由欧盟提供经费的项目结束时,我们将拥有一个经过验证的完整的推进系统,并准备好了在空间轨道上展现其潜力的首演。”

该模型可用于非对地静止卫星的未来星群中,这是一个正在发展的全新概念并有非常重要的意义。例如在高度1200千米的不同轨道平面上部署卫星星群 ,以提供覆盖全球的宽带互联网服务,其中包括居住在当前无网络覆盖的地方的所有用户。 HPT发动机运行原理

HPT推进剂由产生热等离子体的圆柱形腔室内发射的射频波天线和可以用超声方式加速此等离子体的电磁喷嘴组成。该设备没有栅格,电极或实心喷嘴等设备,在操作简单和延长使用寿命方面具有很大的优势。

等离子螺旋桨是一种电力推进器,因此其推进剂的消耗要少于化学火箭发动机,从而可以降低发射卫星的成本,或者以相同的价格提高其有效载荷能力。同时,与其他电气系统(如离子电机和霍尔电机)相比,预计每单位功率的推力容量更大,从而缩短了行驶时间。

在HIPATIA项目框架下,待测试的HPT原始模型为应用于400-600瓦中等功率的范围进行了优化。“这项技术对不同类型的卫星和星际旅行都有效。”巴布罗表示。将来,更高功率的螺旋桨等离子体可以用于载人火星飞行或地与月之间的载货运输,还可以应用于清除空间碎片或在太空加油的程序。

在该项目框架内,科学家和技术人员将面临整合完整电力推进系统相关的难题,该系统包括推进剂单元,射频和发电单元以及推进剂流量控制单元。




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