据美国国家航空航天局网站2015年9月15日报道,当前,大部分卫星推进器以有毒且有腐蚀性的联氨作为燃料,这种燃料的处理和存储都充满危险。为了用更环保的燃料取代联氨,美国国家航空航天局(NASA)正在测试使用绿色推进剂的推进器,可提供更好的性能并且无毒。这种推进剂通过摆脱处理有毒燃料所需的基础设施并缩短处理时间,以帮助降低成本,实现更廉价、更安全且更容易的商业与NASA航天发射。
NASA试验两种绿色推进剂
近期,NASA在多次推进器热点火测试中,试验了两种有潜力取代联氨的绿色推进剂,分别是AF-M315E推进剂和LMP-103S推进剂。这两种推进剂都是离子液体混合物,与联氨相比毒性低、不易燃,存储、处理和发射前加注航天器都更加容易、成本更小。此外,相对于联氨,等量的新型推进剂可提供更高性能和更大推力。
AF-M315E推进剂
AF-M315E为硝酸羟胺基推进剂,由美空军研究实验室研发。该推进剂将在NASA“绿色燃料注入任务”(GPIM)的一颗小型卫星上进行验证。在GPIM飞行任务中,这颗小卫星将引燃使用AF-M315E的推进器,以执行机动操作,改变卫星高度和方向。近期,GPIM通过了一个重要里程碑,航空喷气发动机-洛克达因公司向该任务主承包商鲍尔航空航天技术公司交付了推进剂的推进子系统,将被集成到卫星。针对该项目,GPIM团队测试了两种使用AF-M315E的不同型号推进器,分别产生了1牛和22牛推力。5个1牛推进器将在GPIM飞行任务中使用。
马歇尔航天中心技术演示验证任务项目办公室管理GPIM任务。GPIM任务经理蒂姆•史密斯称,GPIM定于2016年发射,NASA积极准备推进剂的验证,该推进剂将降低卫星燃料危害并节省发射活动时间和成本。
LMP-103S推进剂
而另一种绿色推进剂LMP-103S,则以氧化剂二硝酰胺铵为基础,由Eurenco Bofors公司制造。最近,马歇尔航天中心团队对5牛和22牛的推进器进行测试,推进器由ECAPS公司建造并使用LMP-103S。工程师在不同条件下对22牛推进器进行了35次点火测试,并使用红外摄像机监测结果。轨道ATK公司辅助NASA执行了这些测试。
负责LMP-103S推进剂试验的主工程师克里斯托弗•伯恩赛德表示,该推进剂在22牛推进器中进行首批测试,提供了与联氨推进器同等水平的性能,在模拟运行条件下通过试验非常重要。
相关计划
为了指导未来的投资,NASA正牵头与其他政府机构、工业界和学术界共同制定绿色推进剂路线图。近期,相关人员在马歇尔航天中心的一次技术交流会上共同分享经验。
马歇尔航天中心航天器推进系统部主管查尔斯•皮尔斯表示,NASA需要保持推进器和推进剂系统种类的灵活性,以满足各种任务需求。一种推进剂可能对某一种任务最有效,而另一种推进剂会更好地适用于另一种不同的任务,重要的是需要有多种可选择的绿色推进剂。(冯云皓 编译)