在探討衛星技術的未來時,傳統的推進系統常常面臨著儲存推進劑的限制,而這可導致衛星的運行壽命大大縮短。然而,最近的研究發現「大氣呼吸電推進技術」(ABEP)可能為此帶來變革。這種技術利用地球大氣中的稀薄氣體作為推進劑,使衛星能在極低軌道持續運行,從而延長其使用壽命和功能。
ABEP提供了一種新方法,使得低軌道的衛星能夠持續工作而無需攜帶大量的推進劑。
ABEP系統主要由進氣口和電推進器組成。在低地球軌道(LEO)與極低地球軌道(VLEO),殘留的稀薄氣體將被收集並轉化為推進劑。這使得衛星能夠在400公里以下的高度運行,充分利用大氣資源以產生推力。該技術對於科學研究、軍事監控以及超低延遲通信等多種應用具有重要意義。
早在1959年,人類就已經探討過利用上層大氣作為推進劑的可能性。直到1995年,隨著Child法則的延伸,ABEP的概念逐漸成熟。該法則最初適用於閃激離子推進系統,但通過修正,現在它能更好地描述低地球軌道環境下的推進機制。
科學家們的努力使得ABEP的效率得以提升,這將對未來的航天任務有著深遠的影響。
歐洲太空局(ESA)的RAM-EP原型機於2017年首次在實驗室進行測試。這項技術目前正在歐盟多個項目中得以開發。其中,SITAEL公司設計的RF脈衝電弧推進器在2020年首次點燃,這表明了非接觸式的電推進器在降低性能劣化方面的潛力。此外,由英國的初創公司NewOrbit Space開發的ABEP系統,也已在真空室內成功運行,測試結果顯示其能在極低的轨道產生合理的推力。
在美國,Busek公司已於2004年取得空氣呼吸霍爾效應推進器(ABHET)的專利,並於2011年啟動基於火星的可行性研究。日本的宇宙航空研究開發機構(JAXA)則也在進行類似的空氣呼吸離子引擎(ABIE)研究,這些項目皆基於相似的原理,期待能在其他行星上應用這一技術。
ABEP技術不僅能有效延長衛星的使用壽命,還能使其在新環境中進行科學探索。隨著這項技術的不斷成熟,未來的衛星任務將迎來前所未有的機遇,無論是科學研究、通信服務還是地球觀測。
這不僅是一項技術創新,也象徵著人類對於宇宙探索的無限可能。
隨著ABEP技術的發展,我們是否正站在探索新世界的邊緣,準備迎接未來無限的可能性?