重生之乘风而起第两千六百一十一章 离子电推
余老走到黑板前画了一幅示意图：“就是这样我们完全可以将几颗卫星的轨道放低一点放在中地轨道上来、让它们既承担卫星通信的均衡负载还可以成为星间链路中继同时还是链路中继。
” 另一名老者补充道：“这就相当于将一部分网关总站搬到了中地轨道上既兼顾又灵活兼备了两种组网方式的长处。
” “还有一个重要的作用。
”另一名老者也说道：“我们能够通过一箭多星的发射减低发射成本然后这些星分作两层工作中地卫星可以作为同步卫星的备用星一旦负责主通讯任务的同步卫星出问题的时候我们可以让一颗中地卫星实施变轨操作将之移送到同步轨道上替代出问题的那颗卫星。
” “高啊……”周至如今心里升腾起一种读好好诗听到好歌的感觉这套新方案简直太绝妙了。
中地卫星的轨道是两千到两万公里同步卫星轨道在三万五千公里两者之间的距离看似相差了一万五千公里是一段相当遥远的距离。
然而这一万五千公里的距离却并非大家想象当中那样难以克服。
这里有两个力学原理：离心运动原理和变速圆周运动原理。
卫星在原轨道上做匀速圆周运动若在某一点瞬间点火加速则会使得运动轨道变为椭圆轨道并且轨道半径变大。
当卫星在低轨道运动到近地点的时候点火加速。
由于此时卫星的速度增加而万有引力没有变化则卫星由原来的匀速圆周运动变成离心运动进入一个被拉长成椭圆的新轨道叫做“转移轨道”。
随着卫星在新轨道上不断远离地球需克服万有引力则卫星的速度越来越慢这就好比我们向上抛一个物体上升的过程中由于要克服重力所以会减速。
当卫星运动到转移轨道的远地点的时候运动速度降低到较小而万有引力比较大则卫星又开始朝地球方向做近心运动且在引力的拉动下速度越来越快。
在卫星沿转移轨道再次运动到近地点的时候又给卫星点火加速如果这个速度可以万有引力与向心力平衡的话卫星就会完成变轨。
当然有时候一两次点火是不行的比如后来的婵娥一号要达到远离地球三十八万五千公里的月球轨道一共进行了四次变轨。
作为大型的航天器这么干倒是没啥问题但是作为负荷一两百公斤的中型卫星周至不由得好奇起来：“余老变轨的燃料又如何解决呢？会不会消耗掉卫星大量的有效载荷呢？” “不知道你们关心过国家科技进步一等奖没有？”余老问道。
说起这个周至就不免有点得意：“瀚文大字库拿过这个奖。
” 余老乐了他也忘了周至的背景资料里有这一茬点头笑道：“不过我说的是八七年的那次。
” “兰州510空间物理研究所是国内最早开展电推进技术研究的单位早在1974年就开始研制离子电推力系统到了1986年研制了80毫米汞离子电推进该成果于1987年获得了国家科技进步一等奖达到了国际领先水平产品水平不弱于从上世纪50年代就开始从事此方面研究的美国。
” “电推进？离子？”周至觉得这些东西差不多应该是出现在太空科幻小说里边的内容还真不知道现在的空间技术这么先进了。
“离子推进器是电推进的一种其特点是推力小、比冲高广泛应用于空间推进如航天器姿态控制、位置保持、轨道机动和星际飞行等。
”一名老者可能是这方面的专家对周至几人解释道：“离子推进的原理很简单就是利用电能将工质进行电离生成离子离子在静电场的作用下加速喷出进而产生推力。
” “从理论上讲在加速过程中没有能量损失因此效率较高在一千伏的加速电压下就可以获得数千秒的比冲。
这种推进方式其实是研发时间最早、地面和空间飞行试验都比较充分的一种电推进。
” “刚刚余老说获奖的那个推进器才八十毫米？那能够产生多大的推力？”周至觉得匪夷所思：“这点力道能够让卫星升轨一万五千公里？” “的确是这样的。
”刚刚声称可以实现卫星变轨的老人笑道：“离子电推进发动机的特点就如你猜测的那样加速力和加速度都非常低像我们的只有几十毫牛顿和几厘米/平方秒。
这种推力差不多就仅仅可以吹动一张纸而已。
” “但与化学火箭极短的燃烧时间不同电推进火箭提供的加速时间可以很长因此发动机比冲很大就是说用同样质量的工质却能提供更大的总推力和最终速度。
” “虽然它所喷出的只是一束带电粒子或离子所提供的推动力较弱但只要离子推进器能够长期保持性能稳定最终也可以将航天器加速到更高的速度。
” “因为太空中本来就是真空和轻引力状态只需要很小的一点力量就能够让航天器获得加速度只要这个加速度一直存在哪怕它十分微小只要作用时间够长也能够积累而成极高的运行速度。
” 这一点只要是学过初中物理的人都容易理解要是这样的话卫星根本就不用携带化学燃料了只需要携带轻便的压缩气体作为工质再利用太阳帆板产生的电能激发卫星便可以获得动力了。
安全持久长效好处简直多多。
“还真是孤陋寡闻了。
”周至咧嘴笑道：“所以我们的卫星准备用上这玩意儿？” “这位是张树丘院士他是我们国家离子电推系统的专家。
”余老指着一个人介绍道：“你听他给你倒苦水吧。
” “虽然我们在87年就获得了汞离子推进的突破但是由于米国也没有开始应用所以国家对这个项目一直持有疑虑最终决定不再从事离子电推进系统的研究。
”张树丘说起来都不免唏嘘：“但是510所的同志们舍不得也看好这项技术在未来的发展前途因此并没有解散科研队伍而是在这九年时间里通过自筹资金的方式维持着研究并在93年成功研制出了90毫米氙离子电推进系统！” (本章完) 喜欢重生之乘风而起请大家收藏：()重生之乘风而起20小说网更新速度全网最快。
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