‘长辫子’降低航天成本？

【美国《未来学家》双月刊5—6月号文章】题：降低航天飞行成本（作者  美国航天局马歇尔航天中心科学家莱斯·约翰逊）
卫星或航天器的发射费用并不便宜：每磅高达一万美元，外加航天器进入轨道后每磅7000美元的飞行费用。考虑到航天器的大部分重量是燃料，因此应该有更好、更便宜的办法。
美国航天局亚拉巴马马歇尔航天中心的科学家和工程师正在研究一种新型推进系统，这种系统无需使用燃料，对环境无害，具有可重复使用的可能性，并且可以把航天器进入轨道后的飞行成本降到每磅仅几百美元。这种名为“小型推进消耗性展开系统”（ProSEDS）采用一根长5000米的铝制线缆。这种线缆与地球磁场和高层大气中的电离气体（即等离子体）发生作用时会产生推力。
这种线缆的工作原理与发电机相同：当线缆穿过地球磁场时，整个长度上会感应出电压。线缆的上端带正电，因此高层大气等离子体中带负电的电子就会被吸附到线缆上端。使用一种装置在线缆下端把这些电子重新发射到太空中，就可以产生沿线缆长度流动的电流。
由于地球磁场对带有电流的线缆会施加压力，因此把这种系统连接到航天器上，它就会产生推力。当电子流从线缆的上端流到下端，来自地球磁场的拉力会使航天器减慢速度，并使它下降到较低的轨道。
但是，如果采用人工办法使电子从线缆的下端流到上端，地球磁场就会对它产生推力，从而使航天器加快速度，并抬高其轨道。
该系统的首次演示计划在2000年9月进行。在此次试验中，国家航天局将利用线缆使一枚已用过的火箭级放慢速度并降低轨道。从地面上应该可以看见ProSEDS试验。未来用以证明线缆同样可以抬高航天器轨道的试验正在筹划之中。
美国航天局和商业航天发射业预计，这项技术有可能具有多种用途，如减少太空垃圾等。装有小型线缆的卫星可以在卫星使用寿命即将结束时展开这种线缆；这可以使卫星降低轨道，并在重返大气层时烧毁，而不是长期滞留在轨道上成为垃圾。
此外，这种线缆还可以装备在国际空间站上。利用国际空间站太阳能电池板提供的电力，可以使电流从线缆的下端流到上端，从而产生使轨道抬高的推力。它也许可以彻底取代用于再次抬升空间站的化学推进剂，10年内可以节约的费用高达20亿美元。