随着太空探索技术的快速发展,传统的推进系统面临着许多挑战,特别是在低地球轨道(LEO)上的持久任务。最近,环境呼吸电推进(ABEP)技术正成为推动长时间太空任务的一股新力量。这一技术不仅可以在不需要携带推进剂的情况下,利用大气中的残余气体生成推力,还能显著延长卫星的使用寿命,这使得其在科学、军事及民用监测等多个领域都有潜在的应用。
环境呼吸电推进技术的发展,使得在低地球轨道的长期任务变得可行,这将彻底改变我们进行太空任务的方式。
ABEP系统的核心由进气口和电推进器组成。当地球低轨道的稀薄气体被进气系统收集,则将这些气体用作推进剂。在推进器中,这些气体将被电离并高速喷出,从而产生推力。这一过程的电力需求可以通过现有的太空电力系统,如太阳能电池板和电池来满足,而在极端环境下,可能需要应用太空核反应堆或放射性同位素热电发电机。
这项技术的优势在于它能使卫星在极低的高度持续运行,甚至在400公里以下的区域,这样的能力能「抵消」大气阻力,延长卫星的任期。
该技术的开发正由欧洲太空总署(ESA)及相关代理机构主导,其中SITAEL公司于2017年开始进行RAM-EP的实验项目。该系统的主要组成部分包含一个现代化的急速电浆推力器,能够在不直接接触电浆的情况下运行,这极大降低了设备的磨损。我们将期待未来指出这些设备在不同气氛条件下的表现。
随着技术的日渐成熟,ABEP在未来的太空任务规划中可能成为一个重要的选项。
来自于美国的Busek公司于2004年提出了一种空气呼吸霍尔效应推进器的概念,并开始针对火星的可行性研究。此外,日本的宇宙航空研究开发机构(JAXA)也在开发类似技术,并计划应用于未来的太空探索任务。
随着ABEP技术的推进,许多科学家和工程师认为,这项新兴技术将会彻底改变我们的太空任务规划。例如,它可以使人类在地球外的其他行星,例如火星或金星,进行更为深入的探索,甚至为未来的太空殖民铺平道路。
该技术不仅仅是针对地球轨道的应用,其潜力还包括利用其他行星的丰富大气资源。
然而,随着这种技术的发展,加上相关政策与技术的适应性改变,未来太空探索的动态将会如何演进?