歐洲太空署成功試驗以空氣為「反應物」的電力推進系統

可以協助低地軌衛星抵抗空氣阻力,延長服役期間。

傳統的電力推進系統大多以氬、氙等氣體為「反應物」,達成高效率、但低推力的推進系統。這裡之所以說反應物,而不是燃料,是因為電力推進系統其實是把儲存的氬、氙離子化後,再用電力產生的磁場將它們朝某個方向「射」出去,利用這點微小的反作用力來前進。這種系統的優點是能量來源不是化學能,而是電力,因此可以以較少的反應物來達成維持推進的效果,對每一點重量都要斤斤計較的衛星來說,特別有吸引力。

然而,就算已經節省了重量,終究攜帶的反應物還是有限的,對於常處在低地軌道上的衛星來說,它們要不停地對抗空氣阻力,就算阻力在數百公里的高空微不足道,但時間久了一樣可以把衛星拖低高度,需要不時地發動一下推進器,來增高軌道。等到反應物用光後,還是只有墜回地球一途。


歐洲太空署這次的發明,就是解決了反應物的難題,直接從四週的太空中,收集那一點點的空氣來做為反應物。經測試,雖然低地軌道上的空氣密度極低,但已經足夠維持衛星本身對抗空氣阻力了。換言之,搭載這套系統的衛星只要電力供應不中斷,就算在低地軌道上也能長時間滯留,不用擔心會逐漸燒毀了呢。

不過,目前的測試僅是在地面受控制的環境中進行,到底在太空中是不是也能順利使用,還要再進一步的實地測試才能知道。但它的基本原理其實是可以用在地球大氣(以氮、氧為主)以外的其他氣體中,因此說不定未來火星、金星、甚至是更遠的外太陽系星體,只要有大氣的地方衛星都不再需要擔心空氣阻力了呢。

來源: ESA