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空氣中呼吸的太空推進技術：ABEP如何讓衛星在極低軌道上不再需要燃料？
近年來，太空技術的突破不斷推進，其中一種引人注目的創新便是空氣中呼吸的電推進技術（ABEP）。這項技術讓衛星能夠在低軌道上運行，而無需搭載傳統推進燃料，充分利用剩餘的氣體作為推進劑，這是否將改變我們對衛星運行的基本認知呢？
空氣中呼吸的電推進技術使得長期的低軌道任務成為可能，這徹底改變了衛星的設計和運行方式。
ABEP的工作原理相對簡單，主要由進氣口和電推進器組成。它利用低地球軌道（LEO）和非常低地球軌道（VLEO）中的稀薄氣體作為推進劑。這一技術的實現，使得衛星可以在四百公里以下的低空中運行而無需搭載額外的燃料，這對於科學任務、軍事監視以及低延遲通信服務等領域具有重大的意義。
從進氣口收集的氣體會被引導至推進器中，然後進行電離，並以高速度排出，從而產生推力。所需的電力可通過現有的太空電力系統提供，如太陽能電池板和電池的組合。
這項技術有望延長衛星在LEO和VLEO的運行壽命，並有效抵消太空中的大氣阻力。
根據調研，ABEP在高度240公里以下的運行最為理想，突破了傳統推進系統在燃料儲存及推力方面的限制。這意味著，衛星可在那種環境中執行更長時間的任務，這對於極具挑戰性的科學探索任務而言，將會是不可多得的優勢。
研發進展
歐洲太空局（ESA）於2018年正式公布了第一個成功的RAM-EP原型，它的開發主要由意大利的SITAEL公司負責，並在2017年首次進行實驗測試。
這項技術的成功實現，取決於前期對進氣口和推進器的設計與開發。
例如，斯圖加特大學的航天系統研究所正在開發其特有的RF螺旋等離子推進器，並有望在未來的任務中展現其優越的性能。此外，英國初創公司NewOrbit Space已經成功在真空環境中運行其完全依賴大氣的離子引擎，為該技術的未來應用鋪平了道路。
國際合作
在美國，Busek Co. Inc.在2004年申請了空氣呼吸霍爾效應推進器（ABHET）的專利，並開始了相關的可行性研究，這些研究則集中於火星任務的可擴展性。此外，日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）也在進行類似的研究，力求從不同的太空環境中獲取利用的可能。
專家認為，這些技術的發展不僅能改進衛星運行的效率，更將開辟人類探索更遙遠太空的道路。
展望未來，ABEP的潛力不僅局限於地球的低軌道，它的應用可以擴展到其他擁有大氣的行星，如火星和金星，甚至可能在土星的衛星泰坦進行探索任務。
結論
在太空探索的前沿，ABEP技術為高效、可持續的衛星運行提供了一種嶄新思路。透過這項技術，衛星的使用壽命可以大幅延長，並顯著降低每次任務的資源消耗。隨著國際社會對太空探索的持續投入，ABEP或許將成為未來太空任務的重要組成部分。這也引發了一個重要的問題：如果我們能夠在太空中充分利用現有資源，那麼未來的人類探索將會是什麼樣子呢？
