余老樂了,他也忘了周至的背景資料里有這一茬,點頭笑道:“不過我說的是八七年的那次。”
“蘭州510空間物理研究所是國內最早開展電推進技術研究的單位,早在1974年就開始研制離子電推力系統,到了1986年研制了80毫米汞離子電推進,該成果于1987年獲得了國家科技進步一等獎,達到了國際領先水平,產品水平不弱于從上世紀50年代就開始從事此方面研究的美國。”
“電推進?離子?”周至覺得這些東西差不多應該是出現在太空科幻里邊的內容,還真不知道現在的空間技術這么先進了。
“離子推進器是電推進的一種,其特點是推力小、比沖高,廣泛應用于空間推進,如航天器姿態控制、位置保持、軌道機動和星際飛行等。”一名老者可能是這方面的專家,對周至幾人解釋道:“離子推進的原理很簡單,就是利用電能將工質進行電離,生成離子,離子在靜電場的作用下加速噴出,進而產生推力。”
“從理論上講,在加速過程中沒有能量損失,因此,效率較高,在一千伏的加速電壓下,就可以獲得數千秒的比沖。這種推進方式其實是研發時間最早、地面和空間飛行試驗都比較充分的一種電推進。”
“剛剛余老說獲獎的那個推進器才八十毫米?那能夠產生多大的推力?”周至覺得匪夷所思:“這點力道能夠讓衛星升軌一萬五千公里?”
“的確是這樣的。”剛剛聲稱可以實現衛星變軌的老人笑道:“離子電推進發動機的特點就如你猜測的那樣,加速力和加速度都非常低,像我們的只有幾十毫牛頓和幾厘米/平方秒。這種推力差不多就僅僅可以吹動一張紙而已。”
“但與化學火箭極短的燃燒時間不同,電推進火箭提供的加速時間可以很長,因此發動機比沖很大,就是說,用同樣質量的工質,卻能提供更大的總推力和最終速度。”
“雖然它所噴出的只是一束帶電粒子或離子,所提供的推動力較弱,但只要離子推進器能夠長期保持性能穩定,最終也可以將航天器加速到更高的速度。”
“因為太空中本來就是真空和輕引力狀態,只需要很小的一點力量就能夠讓航天器獲得加速度,只要這個加速度一直存在,哪怕它十分微小,只要作用時間夠長,也能夠積累而成極高的運行速度。”
這一點只要是學過初中物理的人都容易理解,要是這樣的話,衛星根本就不用攜帶化學燃料了,只需要攜帶輕便的壓縮氣體作為工質,再利用太陽帆板產生的電能激發,衛星便可以獲得動力了。
安全,持久,長效,好處簡直多多。
“還真是孤陋寡聞了。”周至咧嘴笑道:“所以我們的衛星準備用上這玩意兒?”
“這位是張樹丘院士,他是我們國家離子電推系統的專家。”余老指著一個人介紹道:“你聽他給你倒苦水吧。”
“雖然我們在87年就獲得了汞離子推進的突破,但是由于米國也沒有開始應用,所以國家對這個項目一直持有疑慮,最終決定不再從事離子電推進系統的研究。”張樹丘說起來都不免欷歔:“但是510所的同志們舍不得,也看好這項技術在未來的發展前途,因此并沒有解散科研隊伍,而是在這九年時間里,通過自籌資金的方式維持著研究,并在93年成功研制出了90毫米氙離子電推進系統!”</p>