2024年8月16日,澳大利亚6U立方星CUAVA 2使用猎鹰9号火箭发射。该卫星演示一种新型推进技术——电荷交换推力器(Charge Exchange Thruster,CXT)。
CUAVA-2上的CXT样机
电荷交换推力器由悉尼大学研发,利用放电等离子体内的基本原子过程来产生超高速中性粒子羽流(>100公里/秒),无需外部羽流中和系统即可产生推力。CXT尺寸为100mm×90mm×37mm,重量约为350g,功率范围在1W~100 W之间,可使用多种工质,执行轨道机动任务。实验室测试表明,峰值功耗(peak power consumption)为3 W,可实现2~5μN的推力。
在2018年的地面试验中,研究人员在电荷交换推力器的基础上增设冷气推力器(CGT),形成具有CGT功能的化电双模式CXT。双模式CXT在电推进模式下的最大推力为94 μN。实验表明,使用氢气工质时,最大推力为18 μN。使用氦气工质时,最大推力为94 μN,比冲范围在100~600 s之间。使用氩工质时,双模式CXT在化推模式下产生了4 mN推力,提高了43倍,比冲在50~150 s之间。还设计验证了CGT所用的收敛扩张喷管,结果显示,在低质量流量< 50 sccm时,CGT性能提高了16倍。
参考文献
[1] Delivery of CXT Payload for CUAVA-2[EB/OL]. [2024-9-14]. https://www.cuava.com.au/delivery-of-cxt-payload-for-cuava-2/.
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