隨著太空探索技術的快速發展,傳統的推進系統面臨著許多挑戰,特別是在低地球軌道(LEO)上的持久任務。最近,環境呼吸電推進(ABEP)技術正成為推動長時間太空任務的一股新力量。這一技術不僅可以在不需要攜帶推進劑的情況下,利用大氣中的殘餘氣體生成推力,還能顯著延長衛星的使用壽命,這使得其在科學、軍事及民用監測等多個領域都有潛在的應用。
環境呼吸電推進技術的發展,使得在低地球軌道的長期任務變得可行,這將徹底改變我們進行太空任務的方式。
ABEP系統的核心由進氣口和電推進器組成。當地球低軌道的稀薄氣體被進氣系統收集,則將這些氣體用作推進劑。在推進器中,這些氣體將被電離並高速噴出,從而產生推力。這一過程的電力需求可以通過現有的太空電力系統,如太陽能電池板和電池來滿足,而在極端環境下,可能需要應用太空核反應堆或放射性同位素熱電發電機。
這項技術的優勢在於它能使衛星在極低的高度持續運行,甚至在400公里以下的區域,這樣的能力能「抵消」大氣阻力,延長衛星的任期。
該技術的開發正由歐洲太空總署(ESA)及相關代理機構主導,其中SITAEL公司於2017年開始進行RAM-EP的實驗項目。該系統的主要組成部分包含一個現代化的急速電漿推力器,能夠在不直接接觸電漿的情況下運行,這極大降低了設備的磨損。我們將期待未來指出這些設備在不同氣氛條件下的表現。
隨著技術的日漸成熟,ABEP在未來的太空任務規劃中可能成為一個重要的選項。
來自於美國的Busek公司於2004年提出了一種空氣呼吸霍爾效應推進器的概念,並開始針對火星的可行性研究。此外,日本的宇宙航空研究開發機構(JAXA)也在開發類似技術,並計劃應用於未來的太空探索任務。
隨著ABEP技術的推進,許多科學家和工程師認為,這項新興技術將會徹底改變我們的太空任務規劃。例如,它可以使人類在地球外的其他行星,例如火星或金星,進行更為深入的探索,甚至為未來的太空殖民鋪平道路。
該技術不僅僅是針對地球軌道的應用,其潛力還包括利用其他行星的豐富大氣資源。
然而,隨著這種技術的發展,加上相關政策與技術的適应性改變,未來太空探索的動態將會如何演進?