太空中飞船是如何获得驱动力的?我们的空间站有能力飞到月球吗?( 三 )


技术在不断升级进步 , 比如我们新的载人返回舱 , 使用的RCS姿态控制发动机 。 使用的就是HAN基无毒无污染推进剂 , 维护性更佳 , 进一步利好重复使用 。

返回舱的RCS姿态控制发动机

RCS姿态控制发动机


RCS姿态控制发动机喷口尺寸
电推进系统
电推进火箭发动机是利用电能加速工作介质 , 形成高速射流而产生推力的火箭发动机 。 与化学火箭发动机不同 , 电火箭发动机的能源和工质是分开的:其电能由飞行器提供 , 一般由太阳能、核能或化学能经转换装置得到;其工质常采用氢、氮、氩或碱金属(铯、汞、铷、锂等)的蒸气 。 电火箭发动机的比冲极高、寿命极长 。

霍尔电推
电火箭发动机加速方式可分为三种类型——电热火箭发动机、静电火箭发动机、电磁火箭发动机 。 (其中静电火箭发动机常被称作\"离子发动机\" , 是近些年各国航天学家的重点研究对象)
最核心的离子推进器 , 其原理是先将气体电离 , 后用电场力将带电的离子加速后喷出 , 继而产生推力 。 而肼增强推力器就是单组元肼发动机中分解出高温氮气、氢气等气体后 , 这些气体再次通过电阻加热器加热 , 进一步提高燃气的温度 。 电弧推力器则是通过电弧加热气体 , 气体受热膨胀高速喷出从而产生推力 。

推力太小仍需努力
而离子推力器不需要携带推进剂 , 因此 , 可以大幅降低卫星重量 , 并延长在轨时间 。 当然 , 它同时也要付出代价 。 例如 , 若使用化学发动机 , 那么卫星从发射到定点就位只要一周或两周时间 , 但使用全电推进的话 , 此过程将耗费4到9个月 , 可谓龟速 。 不过 , 对于在轨十几年的通信卫星来说 , 牺牲五六个月的时间是可以接受的 。

飞向月球
回答开篇问题:“我们的航天员能否驾驶中国空间站飞到月球去?成为月球轨道空间站?”

回答:同为空间飞行器 , 中国空间站不过是一个放大版的嫦娥二号 。 理论上空间站只要燃料够 , 是可以完成地月轨道转移的 。 空间站的轨道保持发动机和姿态发动机共向开机 , 是有足够推力让空间站加速到转移轨道 。

嫦娥二号轨道

嫦娥二号
嫦娥二号卫星重量为2480公斤;携带的燃料为1300多公斤 。
中国空间站建成后的重量是180吨;单问天实验舱携带的燃料为1.5吨 。
在太空中来说 , 推动嫦娥2.4吨和推动空间站180吨需要的推力可以是相同的 , 唯一不同的是加速度不同 。 同样的推力下 , 空间站加速慢 , 嫦娥加速快 。

【太空中飞船是如何获得驱动力的?我们的空间站有能力飞到月球吗?】只不过空间站的设计是为了在400公里高度工作运行而用的 , 如果变轨飞向月球 , 没有相应的深空通讯设备支持 , 也没有深空定向设备辅助 。 会让航天员非常难控制 。 但是未来的月球探测中 , 是有可能出现月球轨道空间站的 。

地月转移轨道

梵观点:极端情况下 , 驾驶空间站飞离地球是可能的 。

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