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外媒猜测嫦娥7号飞越探测器: 究竟是何技术?
小型飞越探测器的寿命为6个月,在寿命期内电池充电怎么也得上百次吧,假如使用火箭发动机的话,这飞来飞去耗能无数,到底用的是什么方式?这个消息在小蓝鸟上也有很多老外关注,比如有位老外就留言表示:EmDrive?
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比较关注火箭以及驱动器引擎的朋友应该对这个名词不陌生,因为它在国内有一个超级响亮的名字“无工质电磁推进引擎”,这种引擎的工作原理大致是这样的:
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在一个射频腔体内引入高功率微波,这些微波在一个锥体射频腔内反射后会朝两个方向射出,两者的净辐射力之差就是净推力,似乎不难理解是吧,但它注入的却是用电产生的微波,尽管电磁波具有能量,但它却不属于牛三定律的范围,因为电磁波不是一种力!
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然而它就是诡异的产生推力了,尽管推力很微弱,但仍然在可以测量的范围,在没有空气阻力的太空这种推力不可小觑,因为它特别适合在宇宙空间中飞行,原因很简单,发射电磁波不会损耗本身,它产生推力时无需排出“工质”,也就是这台发动机不需要搭载燃料,只要有电就行,而电源在太阳系的木星轨道范围内,只需要几片太阳能电池即可。
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幸亏它只“违反”了动量守恒定律,但却没有违反能量守恒!这种发动机最早是Robert Shawyer在2001年设计的,当时没有人相信这种发动机,几乎就无人关注,2008年时西安西北工业大学(NWPU)的杨娟教授的研究团队对这种引擎做了比较深入的研究,表示无法测得可测量的推力。
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不过2016年NASA的高级推进物理实验室的Harold White小组测试表示测到了微小的推力,同年中国空间技术研究院通信卫星处陈岳表示将在轨测试,但后来没有更进一步的消息。不过德累斯顿科技大学的Martin Tajmar小组于2015年开始测试原型,2021年时得出结论称是误报。
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因此到目前为止这种发动机到底有没有推力还是个未知数,因此不太可能应用到飞越探测器上,而且EmDrive的推力是千瓦/微牛级别,根本无法推动如此大的探测器从月面起飞。
究竟是什么发动机:霍尔电推还是化学发动机?
除了有人猜测EmDrive外,还有朋友猜测更接近现实的霍尔推进,这种驱动器的原理是用电场加速电离后的工质,获得极高的排气速度,从而达到很高的比冲,基本上霍尔电推可达1500s以上(离子电推可达3000s以上,但推力比较低)。
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比冲从另一个角度可以理解为单位质量燃料的利用率,简单的说就是产生同样的推力比冲高的更“省油”,而用化学燃料发动机,就算最高的氢氧机也达不到500s,假如使用霍尔电推进,确实有可能坚持那么久,但霍尔电推的千瓦/几十毫牛级,比EmDrive是高不少,但仍然可怜巴巴的,根本就没发用这种推进器在月面上起飞,不过在轨航天器维持轨道还是可以的。
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