首个固体锌推进器在太空成功点火,为卫星电推提供新选择

·作者 Henderson·Engineering
首个固体锌推进器在太空成功点火,为卫星电推提供新选择
重点
  • Muon Space 成功在 SERT-III 卫星上测试固态锌推进器。
  • Starlight 系统使用固态锌,无需高压储存,简化设计。
  • 推进器在点火过程中稳定进料,确认预期推力。
  • 固态金属推进剂可能成为商业航天器的新选择。

一颗卫星首次在轨道上使用固态锌作为燃料启动霍尔效应推进器,为航天器设计师提供了一个全新的电推进选项。Muon Space 于 7 月 1 日在专为推进测试而设的 SERT-III 卫星上完成了这次测试。该任务在实际轨道条件下测试了公司的 Starlight 推进系统。推进器在首次尝试中成功点火,遥测数据与地面测试预测相符,而轨道跟踪则检测到航天器轨迹的可测变化。

霍尔效应推进器以氙气为燃料已成为高效卫星推进的标准选择。大多数系统使用氙气或氪气,这需要高压储存并增加航天器设计的复杂性。Starlight 采取了不同的方法,其推进剂为固态锌,这在室温下保持稳定,无需加压储存罐,这将简化航天器的整合和地面操作。锌的成本低于传统的贵气推进剂,且供应来源更为广泛。这些因素在卫星运营商部署更大星座时尤其重要,因为削减推进硬件和推进剂成本在相同系统运行多个航天器时会变得显著。

固态锌推进器的优势

Muon 表示,Starlight 可以支持小型和中型卫星的轨道提升、站位保持和受控脱轨。该系统还解决了电推进多年来所面临的一个实际挑战。卫星运营商需要高效的推进器,但推进硬件必须适应紧凑的航天器质量和整合限制。Muon 特别设计 SERT-III 以检测推进系统在太空中的表现。该航天器配备传感器以测量性能、航天器间的相互作用,以及推进器烟羽所沉积的材料。地面测试已经确定了在不同油门水平和工作条件下的预期性能,而轨道测试则提供了检视这些结果在微重力下是否仍然成立的机会。

结果证实了这些预测。根据 Muon 的报告,推进器在点火过程中稳定地进料并气化锌。跟踪数据也确认航天器经历了预期的推力。工程师们同时监测了航天器周围不必要的锌沉积。热电石英晶体微量天平传感器检测到推进器附近的沉积量低于保守的飞行前模型预测。这一结果为工程师提供了更多数据,以理解锌在离开推进器后的行为,还应有助于完善未来航天器的烟羽和污染模型。

Muon 首席执行官 Jonny Dyer 称这次轨道点火是电推进的一个重要里程碑。他表示,公司选择收购 Starlight Propulsion,因为锌可以解决推进供应链中的持久问题。此次测试也避免将实验性硬件放在主要客户任务上,SERT-III 为工程师提供了一个专门用于收集推进数据的航天器,而不会让其他任务面临风险。

未来发展计划

Muon 现在计划将飞行数据纳入 Starlight 的进一步开发。工程师将专注于系统的可靠性、制造和烟羽管理,以便将系统推进至量产阶段。公司预计其当前一代推进器将在 2026 年底前抵达客户航天器。Muon 也在开发一个更大的第二代系统,并计划在 2027 年第一季度进行第二代的轨道测试。该版本将针对更大型的航天器,并可能将基于锌的霍尔推进扩展至更大的卫星市场。

如果即将进行的测试确认早期结果,固态金属推进剂可能成为更多商业航天器的实用替代选择。

固态锌推进技术的潜力与挑战

固态锌推进器的成功测试标志着航天推进技术的一个重要进步,特别是在降低成本和简化设计方面。传统的推进系统依赖于高压气体,增加了航天器的复杂性,而固态锌的使用则有助于减少这些挑战。此外,这种推进方式在小型和中型卫星的应用中显示出良好的潜力,未来的开发计划也将进一步推动其商业化。然而,实际应用中仍需解决推进器的可靠性和烟羽管理等问题的挑战,以确保其在各类任务中的有效性。

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