新型发动机将有效延长卫星寿命

【英国《新科学家》周刊９月１２日一期报道】一种利用喷发电离气体使航天
器保持在指定位置的发动机可能会大大降低卫星电视和通信成本。
目前，卫星的使用寿命大约为１０年，过了这一期限，卫星必须更换。这种
新型离子推进系统旨在使卫星的使用寿命延长到至少２５年。上周，采用这一技
术的阿斯特拉２Ａ卫星被送入了轨道。
到目前为止，用来保持空间站位置的一直是使用化学燃料的火箭发动机，它
们通常用甲基肼和四氧化氮的混合物作为燃料。当燃料用完后，卫星便会失去控
制。
美国加州的休斯航天通信公司在６０年代初就开始研究替代化学燃料推进装
置的手段。在１９８４年，工程师发现，使惰性气体氙电离可以获得与化学燃料
喷气发动机同样大的推力。新的阿斯特拉卫星用来保持在太空中位置的氙离子推
进系统（ＸＩＰＳ）就是采用了这种技术。
数年的地面和真空室试验最终造就了一种能够安全地为卫星提供动力的可靠
的发动机。在这种氙离子推进发动机中，氙气被送入一个电离室进行电离。其中
的一连串网状电极把氙气加速成为３０００束并行的蒸气流，它们通过一个直径
１３厘米的出口，以每秒３０公里的速度离开电离室。安装在喷气口外面的一个
中和电极可向带正电的离子气体喷出电子，阻碍它们喷出卫星的外壳，从而使卫
星的运动速度慢下来。
这种氙燃料的重量仅为产生同等推力化学燃料重量的１／１０。阿斯特拉２
Ａ卫星携带的氙足够它使用１５年时间。休斯公司还在卫星上安装了化学燃料发
动机，以备氙推进系统失效时使用。如果这两个系统都能正常工作，卫星的使用
寿命可以延长一倍。