首創空氣呼吸發動機！僅需空氣作「燃料」，每秒7800m高速噴射

發動機通常是大飛機、火箭與航天器的核心部件，往往代表著一個國家科技研發的最高水準。近日，歐洲太空局（ESA）就推出了一架特別的發動機推進器，它無需任何固態或液態化學推進劑，僅需空氣做「燃料」就能推動航天器的移動。對未來航天發展做出卓越貢獻。

根據ESA項目團隊的地面測試結果，這種新型推進器可以通過完成收集空氣、壓縮空氣、充電並釋放高壓空氣為衛星提供動力，從而消除了對化學燃料的需求。其中僅需的電能可以很輕鬆地從太陽能從獲取。

雖然太空中沒有空氣分子，但科學家已經研究出如何使用這種吸氣式電力推進器。當衛星動力不足時，可以在低地球軌道吸取足夠的空氣，以便定期給衛星等航天器增壓。這進一步保證衛星在燃料耗光或不攜帶燃料的前提下不會因重力作用而墜毀，並可以以最低的軌道高度飛行。若在火星軌道運行，則可以吸收二氧化碳來作為「燃料」。

空氣推進器「尾焰」

十幾年來歐空局付諸了大量心血研發這種空氣電力推進裝置。研發空氣動力推進器最具挑戰性的是找到一種收集並壓縮空氣分子的方法，而不讓氣體分子反彈。ESA的研究人員對空氣分子的運動行為進行計算機模擬後發現，電離空氣分子可以有效解決這一難題。

氙氣推進器「尾焰」

研究人員在義大利建立了一間真空測試室來模擬據地表200km處的大氣環境，測試結果表明，推進器可以以7.8km/s的高速度噴射出帶電的空氣分子。為了更高效地對空氣分子進行電離，研究人員還設計了一種特殊的雙級推進系統來確保推進器的穩定運行。在第一階段，雙級推進器通過氙氣作為動力，隨後以氮氣與氧氣的混合氣體通入推進器氣缸，最後再通入純空氣進行測試。

歐洲航天局工程師路易斯·瓦爾波特在一份聲明中表示，「當發動機的氙氣顏色變為紫色時，我們知道我們成功了。」

真空測試室模擬

這一研究成果意味著吸氣式電力推進器不再僅僅停留在理論階段，而是可以作為一種切實有效的新動力裝置為「新一代衛星」等航天器提供動力來源。為了實現與之類似的衛星「漂浮」，NASA和CNSA等組織也曾設計出形形色色的解決方案，但大都類似於空中加油技術，結果差強人意。但ESA提出的電動推力器要優雅得多。沒有閥門或其他複雜部件，幾乎完全由線圈和電極構成。

推進器原型

要想飛向更遠的太空、大幅削減航天器發射的成本，就必須對傳統火箭發射裝置中的化學推進劑做出巨大革新。現在看來，空氣電力推進器正是人類這一革新過程中邁出的關鍵性一步。

文/朱張航宇

圖/歐洲航天局（ESA）

聲明

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！