凤凰网科技 > 探索 > 解密 > 正文
cat
日前，中国空间技术专家在接受新华社记者专访时说，中国将在2020年前后发射第一颗全电推进通信卫星。所谓全电推进，即不需要化学燃料，依赖电力作为动力。但是，宇宙空间是“真空”的，没有化学燃料喷射推进，纯靠电力怎么来推动飞行器？

日前，中国空间技术专家在接受新华社记者专访时说，中国将在2020年前后发射第一颗全电推进通信卫星。所谓全电推进，即不需要化学燃料，依赖电力作为动力。但是，宇宙空间是“真空”的，没有化学燃料喷射推进，纯靠电力怎么来推动飞行器？
传统的火箭是通过尾部喷出高速的气体实现向前推进的。通过燃料燃烧喷出炽热的气体而推动飞行棋器前行，相对于裸露在外的推进剂储箱，化学火箭的发动机虽然看上去很小，但它的胃口很大，这种发动机吞噬掉的海量能源，只在提供短期动力方面有效。

传统的火箭是通过尾部喷出高速的气体实现向前推进的。通过燃料燃烧喷出炽热的气体而推动飞行棋器前行，相对于裸露在外的推进剂储箱，化学火箭的发动机虽然看上去很小，但它的胃口很大，这种发动机吞噬掉的海量能源，只在提供短期动力方面有效。
我们看到的大型火箭，绝大部分空间都是用来储存燃料，以美国阿波罗计划中的“土星5号”运载火箭为例，仅第一级就装有2075吨液氧煤油推进剂，点火后在短短的2分34秒内就将这些“饮料”全部“喝”完，却仅能将47吨有效载荷送上月球。

我们看到的大型火箭，绝大部分空间都是用来储存燃料，以美国阿波罗计划中的“土星5号”运载火箭为例，仅第一级就装有2075吨液氧煤油推进剂，点火后在短短的2分34秒内就将这些“饮料”全部“喝”完，却仅能将47吨有效载荷送上月球。
实际上，“土星5号”产生的推力高达3500吨，但大部分用来“拖”起火箭自身和2000多吨燃料。所以推力虽然很高，但真正能利用寥寥无几，也就是说，现在的火箭虽然大，但效率却极其低下。

实际上，“土星5号”产生的推力高达3500吨，但大部分用来“拖”起火箭自身和2000多吨燃料。所以推力虽然很高，但真正能利用寥寥无几，也就是说，现在的火箭虽然大，但效率却极其低下。
如果只是从地面将飞行器发射到太空，那么传统化学燃料推进还能够容忍，若是进行宇宙空间航行，其劣势就不容忽视了，太阳系内不同行星之间的飞行时间太过漫长，传统的推进方式不但耗费燃料、浪费空间，而且加速效果并不理想。

如果只是从地面将飞行器发射到太空，那么传统化学燃料推进还能够容忍，若是进行宇宙空间航行，其劣势就不容忽视了，太阳系内不同行星之间的飞行时间太过漫长，传统的推进方式不但耗费燃料、浪费空间，而且加速效果并不理想。
为了解决这一难题，以离子推进技术为基础的离子引擎应运而生，离子推进器与常规的推进系统一样，也是通过喷气式原理来推进，不过与传统火箭发动机喷射高温气体不同，它所喷出的是一束带电粒子或离子。

为了解决这一难题，以离子推进技术为基础的离子引擎应运而生，离子推进器与常规的推进系统一样，也是通过喷气式原理来推进，不过与传统火箭发动机喷射高温气体不同，它所喷出的是一束带电粒子或离子。
离子推进器通过太阳能板或核动力获取电力，而不是燃烧燃料。其使用电力将分子离子化（一般是

离子推进器通过太阳能板或核动力获取电力，而不是燃烧燃料。其使用电力将分子离子化（一般是"氙"等惰性气体），然后一个阴极加速它们的静电化使之带电，在经过电场后进行加速，当加速的分子从发动机的后部排出后，就产生了推力。
离子推进器与常规的火箭相比，体型非常小，一般跟普通的车用发动机差不多大，而产生的推力也非常小，土星五号的推力达3500吨，而离子推进器的推力只能“吹”动一张A4纸或一个乒乓球。

离子推进器与常规的火箭相比，体型非常小，一般跟普通的车用发动机差不多大，而产生的推力也非常小，土星五号的推力达3500吨，而离子推进器的推力只能“吹”动一张A4纸或一个乒乓球。
对于离子推进器，可能不少人心存疑惑，既然它的推力这么小，那还有什么实用性呢？毕竟最小的卫星也要数以吨计，要想靠离子推进器来把卫星或者宇宙飞船发射到太空无异于天方夜谭。

对于离子推进器，可能不少人心存疑惑，既然它的推力这么小，那还有什么实用性呢？毕竟最小的卫星也要数以吨计，要想靠离子推进器来把卫星或者宇宙飞船发射到太空无异于天方夜谭。
科学家们当然也明白这一点，所以他们也没指望用离子引擎来送航天器上天，离子推进器的真正用处是在太空中，尤其在航天器执行深空探测任务时，这种小推力的离子推进器便会发挥出难以想象的大作用。

科学家们当然也明白这一点，所以他们也没指望用离子引擎来送航天器上天，离子推进器的真正用处是在太空中，尤其在航天器执行深空探测任务时，这种小推力的离子推进器便会发挥出难以想象的大作用。
传统的推进器虽然推力大，但持续时间短，航天器执行深空任务时，携带的燃料必须精打细算，即使全部用来加速，总共能够“喷射”的时间也只有数分钟而已，燃料一旦用完，就意味着飞行器无法调整航向、无法调整姿态，无法减速“刹车”……

传统的推进器虽然推力大，但持续时间短，航天器执行深空任务时，携带的燃料必须精打细算，即使全部用来加速，总共能够“喷射”的时间也只有数分钟而已，燃料一旦用完，就意味着飞行器无法调整航向、无法调整姿态，无法减速“刹车”……
离子推进器虽然推力小，但可以持续的产生，相当于给航天器一个持续不断的加速度，由于太空中的阻力可以忽略不计，因此航天器经过累积后可以达到惊人的速度。离子推进器相当节省“燃料”，NASA的最新离子引擎，连续运行5年后消耗的推进剂只有770公斤。

离子推进器虽然推力小，但可以持续的产生，相当于给航天器一个持续不断的加速度，由于太空中的阻力可以忽略不计，因此航天器经过累积后可以达到惊人的速度。离子推进器相当节省“燃料”，NASA的最新离子引擎，连续运行5年后消耗的推进剂只有770公斤。
离子推进器的持续运行时间一般长达1万小时以上，超过此前所有传统火箭发动机工作时间的总和。这对深空探测任务来说无异于雪中送炭，运用离子推进器的探测器只需要三十多天即可到火星，而传统的探测器则至少需要200多天。

离子推进器的持续运行时间一般长达1万小时以上，超过此前所有传统火箭发动机工作时间的总和。这对深空探测任务来说无异于雪中送炭，运用离子推进器的探测器只需要三十多天即可到火星，而传统的探测器则至少需要200多天。
除此之外，离子引擎本身较小的质量和体积也可以说是其一大优点，投入实用的离子引擎体型较小的只有约8公斤重，直径也只有约40厘米，如此无疑节约了探测器上有限的空间，而电力可以靠太阳能电池板来获取。

除此之外，离子引擎本身较小的质量和体积也可以说是其一大优点，投入实用的离子引擎体型较小的只有约8公斤重，直径也只有约40厘米，如此无疑节约了探测器上有限的空间，而电力可以靠太阳能电池板来获取。
虽然离子推进器听起来很前沿，其实早在半个世纪前科学家们就开始研制了，1998年，美国彗星探测器“深空1号”首次将离子引擎作为主力推进系统应用在深空飞行。日本于2003年发射的隼鸟号小行星探测器使用的也是离子推进器。

虽然离子推进器听起来很前沿，其实早在半个世纪前科学家们就开始研制了，1998年，美国彗星探测器“深空1号”首次将离子引擎作为主力推进系统应用在深空飞行。日本于2003年发射的隼鸟号小行星探测器使用的也是离子推进器。
我国在离子推进器方面的研究起步也比较早，早在1974年相关院所就开始研制离子电推力系统。2012年10月，我国发射的首颗民用新技术试验卫星“实践9号”就采用了510所研制的离子电推进系统。

我国在离子推进器方面的研究起步也比较早，早在1974年相关院所就开始研制离子电推力系统。2012年10月，我国发射的首颗民用新技术试验卫星“实践9号”就采用了510所研制的离子电推进系统。
目前，NASA的最新一代离子推进器的功率达到7KW，而中国电推力器的功率达到1KW至5KW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。

目前，NASA的最新一代离子推进器的功率达到7KW，而中国电推力器的功率达到1KW至5KW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。
相关专家表示，即使是离子电推进系统，也需要电能支持。但如果距离太阳越来越远，这种方法已经不能够支撑航天器进行更远的星际旅行。最终还是需要其他的动力来支持航天器的所有电力，在可预见的未来，核动力将是最可行的动力来源。

相关专家表示，即使是离子电推进系统，也需要电能支持。但如果距离太阳越来越远，这种方法已经不能够支撑航天器进行更远的星际旅行。最终还是需要其他的动力来支持航天器的所有电力，在可预见的未来，核动力将是最可行的动力来源。
 
 
1/18