氙氣在空間／衛星產業中的應用
文章出處：責任編輯：人氣：-發表時間：2023-06-25 10:38:25【大
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氙氣在空間／衛星產業中的應用
用于衛星發射的離子發動機和離子漿推進器使用燃料氙氣，由于氙氣重量和密度很重，重量約是空
氣的4.5 倍重，主要用作衛星的軌道位置保持和機動控制。
在離子發動機磁腔的尾部，有一對分別帶正電荷和負電荷的金屬網，正電荷和氨離子產生的強大電
磁推力把缸離子高速（約100 OOOkm/h ）噴射出去，并因此產生反沖力推動飛行器向前運動。它的推
力比化學燃料發動機要小得多，但是它可以長時間運轉幾個月甚至幾年，所以，飛行器最終獲得的速度
可達化學燃料發動機所能達到的10倍。
氙氣的非冷凝性質，使離子火箭發動機幾乎可以立即起動或關機，簡化配電系統和絕緣器設計。
氙作為推進劑有以下優點：無污染，不與航天器表面材料產生化學反應。無毒，不會污染空間環境
和地球生物圈。確保地面試驗人員的健康和實驗室內外環境的凈化。能夠利用現有地面真空、低溫環境
試驗設備。氙離子火箭發動機的應用范圍已經從早期的靜地軌道衛星南北位置保持擴大到姿態控制、軌
道機動、非推進應用作等離子體開關和行星際航行。采用氙粒子發動機，其比沖是通常使用的雙組元發
動機的12倍。比沖是推進效能的衡量指標，對于相同的衛星來說，采用氙粒子發動機只需比雙組元推進
系統少得多的燃料即可完成衛星的姿控與軌控。通常，一顆衛星的氙粒子發動機是由4 個值氣罐（ 2 : 2 備份）
和2個功率處理器組成，從而完成衛星的軌道位置保持。每個氙粒子發動機每年僅消耗2.5 kg燃料，因此每
年衛星軌道保持僅需消耗5kg燃料。對于一顆15年壽命的衛星而言，采用缸粒子發動機將節省90%的推進劑
質量，因而可以大大節省衛星的發射價格，或可以用于增加更多的衛星轉發器，或用來延長衛星的壽命，這
將帶來巨大的經濟效益。
氙粒子可產生更大的推力，且由于其惰性特點，使得它既不易腐蝕，又安全。20 世紀90年代中期，這一
技術已開始用在各種不同的衛星上，一般衛星要使用60000L氙氣，西方國家運行的通訊衛星系統和無人探測
衛星是較大消費領域。
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