本技术公开了一种“自噬式”空间分级化电组合推进系统及推进方法,包括从内至外同轴设置的化学推进模块和电推进模块;电推进模块包括阴极、绝缘套筒、阳极、电源和传动装置;阴极为化学推进模块除推进剂之外的金属结构;阳极同轴固定套设在绝缘套筒的尾部外周,且能随绝缘套筒进行同步轴向滑移。本发明将空间化学推进方式与电推进方式巧妙结合,利用脉冲等离子体推进技术采用金属等固体工质作为推进剂的特点,能够在空间化学推进燃料耗尽后将其结构材料作为电推进工质实现再推进的“自噬式”空间分级化电组合推进系统,使航天器能够兼顾大推力、高比冲、长寿命等要求,且有利于减少太空污染,促进环保。
背景技术
空间推进系统对航天器正常在轨运行至关重要,其寿命决定了航天器的在轨工作寿命,一旦推进系统发生故障,将导致航天器无法正常工作甚至报废。当前航天器空间推进方式主要有化学推进和电推进,其中化学推进主要利用化学反应产生推力,技术发展相对成熟,是目前空间推进中应用最为广泛的推进方式,其主要特点在于产生的推力大、功率高、工作机理相对简单,但与电推进相比化学推进比冲较低,寿命较短,同时对推进剂要求较高,当其燃料消耗殆尽时,相关结构将变为无效载荷,对航天器的空间资源造成一定程度的浪费。电推进主要利用电能加速推进剂形成高速射流产生推力,具有比冲高、推力小且精确可调、寿命长等优势,已成为当前世界各国航天器降低总质量、提高有效载荷能力、延长在轨寿命的最有效途径之一。
随着空间探测技术的不断发展,空间探测任务向综合化、多元化发展,要求航天器推进系统可实现多模式、长寿命工作。而目前单一推进技术难以满足未来空间探测任务需要,因此,发展新型高性能空间推进系统对未来空间探测至关重要。
本发明针对这一需求,设计了一种新型空间分级化电组合推进系统,该推进系统能够有效利用废弃推进系统金属结构材料,服务于空间探测航天器推进,实现“无工质”运行,延长航天器在轨寿命。本发明与在轨回收技术相结合,能够将太空垃圾金属材料转换为推进工质,实现太空垃圾清理与推进技术的“双赢式”发展。
实现思路