科学前沿观天下 笃学明理洞寰宇 发动机通常是大飞机、火箭与航天器的核心部件，往往代表着一个国家科技研发的最高水准。近日，欧洲太空局（ESA）就推出了一架特别的发动机推进器，它无需任何固态或液态化学推进剂，仅需空气做“燃料”就能推动航天器的移动。对未来航天发展做出卓越贡献。 根据ESA项目团队的地面测试结果，这种新型推进器可以通过完成收集空气、压缩空气、充电并释放高压空气为卫星提供动力，从而消除了对化学燃料的需求。其中仅需的电能可以很轻松地从太阳能从获取。 虽然太空中没有空气分子，但科学家已经研究出如何使用这种吸气式电力推进器。当卫星动力不足时，可以在低地球轨道吸取足够的空气，以便定期给卫星等航天器增压。这进一步保证卫星在燃料耗光或不携带燃料的前提下不会因重力作用而坠毁，并可以以最低的轨道高度飞行。若在火星轨道运行，则可以吸收二氧化碳来作为“燃料”。 十几年来欧空局付诸了大量心血研发这种空气电力推进装置。研发空气动力推进器最具挑战性的是找到一种收集并压缩空气分子的方法，而不让气体分子反弹。ESA的研究人员对空气分子的运动行为进行计算机模拟后发现，电离空气分子可以有效解决这一难题。 研究人员在意大利建立了一间真空测试室来模拟据地表200km处的大气环境，测试结果表明，推进器可以以7.8km/s的高速度喷射出带电的空气分子。为了更高效地对空气分子进行电离，研究人员还设计了一种特殊的双级推进系统来确保推进器的稳定运行。 这一研究成果意味着吸气式电力推进器不再仅仅停留在理论阶段，而是可以作为一种切实有效的新动力装置为“新一代卫星”等航天器提供动力来源。为了实现与之类似的卫星“漂浮”，NASA和CNSA等组织也曾设计出形形色色的解决方案，但大都类似于空中加油技术，结果差强人意。 要想飞向更远的太空、大幅削减航天器发射的成本，就必须对传统火箭发射装置中的化学推进剂做出巨大革新。现在看来，空气电力推进器正是人类这一革新过程中迈出的关键性一步。 文/朱张航宇 图/欧洲航天局（ESA） |
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