我国将在2030年前实现载人登月,而其中的部分关键技术已取得突破,比如2020年5月5日成功发射的新一代载人飞船,与载人登月飞船就是同一系列,而新921火箭、载人月球登陆和上升器、载人月球车等也均在有条不紊的研制当中。
新一代载人飞船就有登月型号
就在近日,据媒体报道,2022年1月,兰州空间技术物理研究所大功率霍尔电推进技术获得重大突破,在地面试验中,单通道HET-450霍尔推力器取得了试车成功,而它就是我国为未来的载人登月飞船、在轨服务而准备的关键技术之一。
HET-450霍尔推力器以氙Xe为工质时,最大功率达到105kW,最大推力达到4.6牛。与美国的102KW、最大推力5.4牛的X3霍尔推力器差不多了。值得注意的是,美国的X3是多通道霍尔推进器,而我们的HET-450是单通道霍尔推力器。另外,HET-450以氪Kr为工质时,最高比冲超过5100s。
其实,这不是我国的霍尔推进器首次亮相了,在“天和”核心舱的大柱段底部,就以每侧2台的形式,安装有4台霍尔推进器,并已投入在轨使用,用某些人的话来说,就是已经“实战”了。按照国际空间站的计算,用霍尔推进器来维持轨道,每年可至少节省4吨燃料,并且它的推力控制十分精确,可以少做无用功。
“天和”核心舱使用的霍尔推进器,相比马斯克部分“星链”卫星使用的霍尔推进器,功率大2到15倍,但是相比美国尚在实验室中的X3霍尔推力器,还是有不少差距,所以HET-450应运而生,以4.6牛的推力,正式补齐了这个差距。
美国X3霍尔推进器
看到这里,很多人可能不理解4.6牛、5.4牛的霍尔推进器有啥好吹的,普通的化学火箭发动机,不是随随便便一点火,推力就可以达到几兆牛吗?而霍尔推进器只能吹动一张纸,甚至还没有煤气罩开火时产生的热气流升力大,两者之间的差距这么大,搞霍尔推进器到底有啥意义?
首先,和化学火箭点火时大量向后喷射推进剂不同,霍尔推进器只要喷出较少的工质,这是因为它的喷射速度极高,可以达到每秒10到80公里,这就让它消耗的工质大为减少,使得星际旅行成为可能。如果使用传统的化学火箭,星际旅行时所需的燃料,重量可能是火箭本身的好多倍。
不同的工质,不同的颜色
其次,霍尔推进器的最大推力虽然只有毫牛和牛级,但它的工作时间特别长,远远超过传统化学火箭的几百秒,这就可以让它在太空旅行中一直加速,积累下来的加速度会非常可观。前面我们说HET-450以氪Kr为工质时,最高比冲超过5100s。所谓比冲,就是单位重量流量的推进剂产生的推力,传统的化学火箭发动机,一般只有三四百S。
而在它的使用用途上,除了空间站、登月飞船之外,在各种卫星、探测器上都有用武之地,可以说几乎处处都是舞台。而我国在突破4.6牛级别的霍尔推进器的关键技术之后,未来还会挑战更大的推力。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.