中国第一次实现在轨“换气”！百吨空间站，为何用0.32牛霍尔电推？

发布时间：2023-06-23 10:46:41 所属栏目：动态来源：

导读：2023年6月，中国航天又创造了一项“人类首次”，那就是中国空间站组合体首次实现了在轨“换气”。

霍尔电推进器比传统火箭推进器更优秀，能量转化效率极高，这么先进的推进器国际空间站是没有

2023年6月，中国航天又创造了一项“人类首次”，那就是中国空间站组合体首次实现了在轨“换气”。

霍尔电推进器比传统火箭推进器更优秀，能量转化效率极高，这么先进的推进器国际空间站是没有用上的,反而被中国空间站先利用了。

神舟16号载人飞船在轨对接，天舟5号再次对接空间站组合体，中国空间站组合体是“三舱三船”结构，总质量达到100吨。

天和核心舱约22.5吨，问天实验舱约23吨，梦天实验舱约23吨，神舟16号飞船约8吨，天舟5号飞船约14吨，天舟6号飞船约14吨。

中国空间站的霍尔电推进器就安装在天和核心舱尾部舱壁上，但是却只安装了4台0.08牛的霍尔电推进器，共产生0.32牛的推力。

1牛推力才能举起一枚约50克重的鸡蛋，而0.32牛推力连枚鸡蛋都举不起来，百吨重的中国空间站组合体为何使用霍尔电推进器呢？

霍尔电推进器不同于火箭发动机，通过电离将惰性气体转化成电极电离子 ( ion),加速电极电离子,同时在尾部产生高速电离子,从而产生推力，推力虽然微弱，但高比冲和高效率让它成为航天器的首选。

都说地球大气层厚度约为100公里，但实际上地球大气能延伸至1000公里之外，中国空间站运行在约400公里高度上，仍处在稀薄大气层中，大气的阻力让空间站高度不断下降，需要定期提升轨道高度。

国际空间站轨道提升任务由俄罗斯舱段负责，每年耗费约8吨燃料，8吨燃料的确值不了多少钱，但是要火箭运送上去，每公斤负荷成本约1万美金，因此，国际空间站轨道提升成本约8000万美金。

除此之外，霍尔电动推进器电动推进系统还用于微调姿态控制和轨道微调修正在地球旋转期间，空间站的一边总是朝向地球,而另一面则朝向地球，即保持正确姿态，而陀螺仪就是保证空间站正确运行姿态的仪器。

国际空间站有4个重272公斤的电动控制力矩陀螺，每分钟6600转，产生4880Nms角动量，保证国际空间站正确飞行姿态。中国空间站有6个重170公斤的电动控制力矩陀螺，产生4800Nms的角动量，霍尔电推进器则是对控制力矩陀螺进行补充。

天和核心舱于2021年4月29日入轨，意味着该霍尔电推进器在天和核心舱已经连续运行了两年多,氙气作为燃料消耗殆尽,需要补换氙气。

中国空间站的空舱氙瓶统一了接口，使用搭积木的方法，可以把新氙瓶和老氙瓶连接起来，但是中国航天采取直接更换氙气瓶的方式补充氙气，这种方式难度更大，但更彻底，可减轻空间站负重。

其他国家对霍尔电推进器燃料从来没有进行过太空更换燃料操作,都属于一次性，比如日本隼鸟2号安装了四个霍尔电推进器，飞在遥远外太空中，不可能更换燃料，中国首次在轨更换电推燃料，中国航天又创造了一项“人类首次”。

（编辑：汽车网）

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