中國研制“星際穿越”利器 2020年將升空

吹一口氣產(chǎn)生的力，可以熄滅一支蠟燭，也可以在太空中送航天器去火星，只要不斷地“吹”，讓速度隨時間累積。

盡管電推力器產(chǎn)生的推力目前仍十分輕微，卻可以讓人類以更低的成本進入太空，因而被國際宇航界列為未來十大尖端技術(shù)之一，成為人類進軍更遙遠深空的利器。

推進系統(tǒng)是人類航天發(fā)展的基石。國際上電推進技術(shù)嚴格保密。繼美、俄、歐、日后，中國依靠自主研發(fā)，已經(jīng)掌握這項當前最先進的空間推進技術(shù)，并希望進軍國際電推進通信衛(wèi)星市場。

中國空間技術(shù)研究院通信衛(wèi)星副總設(shè)計師王敏在接受新華社記者專訪時說，中國將在2020年前后發(fā)射第一顆全電推進通信衛(wèi)星，為國土及周邊區(qū)域提供寬帶通信數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

在此之前，中國預計將在2016年底發(fā)射一顆混合推進通信衛(wèi)星，其中化學推進用于轉(zhuǎn)移軌道變軌，電推進用于同步軌道定點位置保持。此外，在未來的中國空間站上，也會使用電推進系統(tǒng)。

專家介紹，電推力器主要包括離子和霍爾兩種推力器，它們在本質(zhì)上是相同的，都是用電能將惰性氣體氙氣電離，形成由離子和電子組成的等離子體，其中離子在電場作用下加速噴出，產(chǎn)生推力。

王敏說，電推進消耗的推進劑僅為化學推進的十分之一。一顆典型的5噸重的化學推進通信衛(wèi)星，其中3噸是燃料，2噸有效重量；如果換成全電推進，則只需300公斤推進劑。

“如此帶來的好處顯而易見，衛(wèi)星重量減輕后，可以一箭雙星發(fā)射，也可以用便宜的小火箭發(fā)射，大大節(jié)省了發(fā)射費用，或者可安裝更多有效載荷，增強衛(wèi)星功能。”王敏說。

采用全電推技術(shù)后，燃料攜帶量將不再成為衛(wèi)星壽命的約束，通信衛(wèi)星的設(shè)計壽命將突破目前15年的上限，達到18至20年。

專家說，全電推進的主要不足是推力小，目前僅為化學推進的幾千分之一，一般不會應(yīng)用到諸如運載火箭、快速入軌航天器等領(lǐng)域，但作為衛(wèi)星、飛船、星際探測器的姿態(tài)、軌道控制的推力器，以及星際航行的動力，其優(yōu)勢無可比擬。

電推進更具商業(yè)價值的應(yīng)用是在通信衛(wèi)星領(lǐng)域。此外，由于更省燃料，電推進在深空探測中的應(yīng)用越來越受到重視。電推進探測器可以飛得更遠，探測更多目標。

目前國際上已發(fā)射5顆電推進深空探測器。其中，日本“隼鳥”號是世界上第一個到達小行星采樣并返回地球的航天器。正在探測谷神星的美國“黎明”號是世界上第一個能對兩顆小行星詳細探測的航天器。

目前，中國電推力器的功率達到1千瓦至5千瓦量級。中國空間技術(shù)研究院計劃在2020年完成50千瓦量級大功率推力器的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。如果將40個這樣的推力器組成陣列，可讓300噸量級的飛船在200天左右到達火星。