首個固體鋅推進器在太空成功點火,為衞星電推提供新選擇

·作者 Henderson·Engineering
首個固體鋅推進器在太空成功點火,為衞星電推提供新選擇
重點
  • Muon Space 成功在 SERT-III 衞星上測試固態鋅推進器。
  • Starlight 系統使用固態鋅,無需高壓儲存,簡化設計。
  • 推進器在點火過程中穩定進料,確認預期推力。
  • 固態金屬推進劑可能成為商業航天器的新選擇。

一顆衞星首次在軌道上使用固態鋅作為燃料啟動霍爾效應推進器,為航天器設計師提供了一個全新的電推進選項。Muon Space 於 7 月 1 日在專為推進測試而設的 SERT-III 衞星上完成了這次測試。該任務在實際軌道條件下測試了公司的 Starlight 推進系統。推進器在首次嘗試中成功點火,遙測數據與地面測試預測相符,而軌道跟蹤則檢測到航天器軌跡的可測變化。

霍爾效應推進器以氙氣為燃料已成為高效衞星推進的標準選擇。大多數系統使用氙氣或氪氣,這需要高壓儲存並增加航天器設計的複雜性。Starlight 採取了不同的方法,其推進劑為固態鋅,這在室溫下保持穩定,無需加壓儲存罐,這將簡化航天器的整合和地面操作。鋅的成本低於傳統的貴氣推進劑,且供應來源更為廣泛。這些因素在衞星運營商部署更大星座時尤其重要,因為削減推進硬件和推進劑成本在相同系統運行多個航天器時會變得顯著。

固態鋅推進器的優勢

Muon 表示,Starlight 可以支援小型和中型衞星的軌道提升、站位保持和受控脫軌。該系統還解決了電推進多年來所面臨的一個實際挑戰。衞星運營商需要高效的推進器,但推進硬件必須適應緊湊的航天器質量和整合限制。Muon 特別設計 SERT-III 以檢測推進系統在太空中的表現。該航天器配備傳感器以測量性能、航天器間的相互作用,以及推進器煙羽所沉積的材料。地面測試已經確定了在不同油門水平和工作條件下的預期性能,而軌道測試則提供了檢視這些結果在微重力下是否仍然成立的機會。

結果證實了這些預測。根據 Muon 的報告,推進器在點火過程中穩定地進料並氣化鋅。跟蹤數據也確認航天器經歷了預期的推力。工程師們同時監測了航天器周圍不必要的鋅沉積。熱電石英晶體微量天平傳感器檢測到推進器附近的沉積量低於保守的飛行前模型預測。這一結果為工程師提供了更多數據,以理解鋅在離開推進器後的行為,還應有助於完善未來航天器的煙羽和污染模型。

Muon 首席執行官 Jonny Dyer 稱這次軌道點火是電推進的一個重要里程碑。他表示,公司選擇收購 Starlight Propulsion,因為鋅可以解決推進供應鏈中的持久問題。此次測試也避免將實驗性硬件放在主要客戶任務上,SERT-III 為工程師提供了一個專門用於收集推進數據的航天器,而不會讓其他任務面臨風險。

未來發展計劃

Muon 現在計劃將飛行數據納入 Starlight 的進一步開發。工程師將專注於系統的可靠性、製造和煙羽管理,以便將系統推進至量產階段。公司預計其當前一代推進器將在 2026 年底前抵達客戶航天器。Muon 亦在開發一個更大的第二代系統,並計劃在 2027 年第一季度進行第二代的軌道測試。該版本將針對更大型的航天器,並可能將基於鋅的霍爾推進擴展至更大的衞星市場。

如果即將進行的測試確認早期結果,固態金屬推進劑可能成為更多商業航天器的實用替代選擇。

固態鋅推進技術的潛力與挑戰

固態鋅推進器的成功測試標誌著航天推進技術的一個重要進步,尤其是在降低成本和簡化設計方面。傳統的推進系統依賴於高壓氣體,增加了航天器的複雜性,而固態鋅的使用則有助於減少這些挑戰。此外,這種推進方式在小型和中型衛星的應用中顯示出良好的潛力,未來的開發計劃也將進一步推動其商業化。然而,實際應用中仍需解決推進器的可靠性和煙羽管理等問題,以確保其在各類任務中的有效性。

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