韩国原子能研究院成功开发10千瓦级高功率电推进器
我国已经掌握了能够开发核能电力推进宇宙飞船和卫星的核心技术。
韩国原子力研究院于15日表示，该院核物理应用研究部的研究团队在博士Chae Gilbyeong的带领下，经过4年多研究，成功开发出一款可用于核能电力推进、大型卫星以及深空探测等领域的10千瓦级高功率电力推力器，并完成了主要性能验证。
所谓电力推力器，是利用电能将燃料加热、加速后，通过喷嘴喷出以获得推力的装置。与传统化学推力器相比，电力推力器推力较小，但燃料效率极高，能够减轻燃料重量，从而增加搭载载荷重量，这是一大优点。此次开发的高功率电力推力器，其燃料效率比化学推力器高出4倍以上，预计今后可应用于载人和无人宇宙飞船、大型地球静止轨道卫星等。
研究团队在永磁体内部配置阳极、阴极以及将阳极与阴极分离的绝缘体，构成高功率电力推力器。从阳极流向阴极的电流会将氩气电离成等离子体。直径30厘米的圆筒形永磁体产生的强磁场会对电离后的氩气等离子体进行加速和加热，当其通过喷嘴喷出时就会产生推力。此时，电力推力器的阳极必须具备耐高温性能，而阴极必须能够稳定地供电。与此同时，根据绝缘体所采用的材料不同，等离子体的稳定性也会发生变化。在最大化等离子体性能的同时实现其稳定化、选择合适的绝缘体材料这一问题，也一直被视为电力推力器开发中的难题。
研究团队使用铜材料制作了承受热负荷最多的部件——阳极，以确保其耐高温性能；阴极则采用钍钨材料设计，成功实现了连续2小时以上稳定供电。绝缘体则采用氧化铝（Al₂O₃）材料，以提高等离子体的稳定性。
据悉，航天技术先进国家的10千瓦级电力推力器，其推力在300至600毫牛（mN，毫牛顿，1mN为可举起0.1克的力）之间。研究团队搭建了一个体积为2.6立方米的真空舱，构建了与宇宙极低温、真空环境相似条件的性能评估系统，并确认产生了200毫牛的推力。目前，该技术已在实验室规模下完成主要性能和特性验证。今后计划开发10千瓦以上的高功率电力推力器，并通过体积在60立方米以上的大型真空舱进行性能验证。
在各国围绕航天技术开发展开激烈竞争的背景下，此次研究成果被评价为为高功率电力推力器领域的技术自立奠定了基础。美国、欧洲、日本等航天技术先进国家目前虽已掌握10至100千瓦级高功率电力推力器技术，但由于受《国际武器贸易条例》（ITAR）管制，相关技术无法购买或转让。
韩国原子力研究院表示：“本次研究成果有望通过自主技术开发，推动相关技术的国产化”，并解释称：“意义在于我们已经具备了自主开发高功率电力推力器的能力”。
版权所有 © 阿视亚经济 (www.asiae.co.kr)。 未经许可不得转载。
