一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，一個(gè)新的3D打印電子推進(jìn)器有朝一日將有助于使先進(jìn)的微型衛(wèi)星更容易建造，也更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

傳統(tǒng)的火箭利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生推進(jìn)力。相比之下，電推進(jìn)器通過(guò)利用電場(chǎng)加速帶電推進(jìn)劑遠(yuǎn)離航天器來(lái)產(chǎn)生推力。

電力推進(jìn)的主要缺點(diǎn)是它產(chǎn)生的推力比化學(xué)火箭小得多，使得它太弱，無(wú)法從地球表面發(fā)射航天器。另一方面，考慮到電力推進(jìn)器攜帶的推進(jìn)劑量很小，它在產(chǎn)生推力方面非常有效。這使得它們?cè)诿恳稽c(diǎn)重量都很重要的情況下非常有用，比如已經(jīng)在軌道上的衛(wèi)星。

幾十年來(lái)，電動(dòng)推進(jìn)器一直推動(dòng)著宇宙飛船，但這些推進(jìn)器通常依賴于儲(chǔ)存在體積龐大的壓力罐中的壓縮氣體，以及管道、閥門和泵來(lái)推動(dòng)這些氣體四處流動(dòng)。一種被稱為電噴霧推進(jìn)器的新型電火箭，取而代之的是被稱為離子液體的含鹽液體推進(jìn)劑。

在研究中，研究小組建立了兩種微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）設(shè)計(jì)：一種采用基于粘結(jié)劑噴射SS 316L的發(fā)射極陣列，另一種采用丙烯酸聚合物制成。這些設(shè)備本身都具有流體連接器，儲(chǔ)液器和外殼，外殼包括嵌入式錐形外部發(fā)射器陣列。

在生產(chǎn)過(guò)程中，研究小組發(fā)現(xiàn)，即使兩個(gè)發(fā)射器具有相同的基本設(shè)計(jì)，聚合物系統(tǒng)仍需要使用支撐材料。這導(dǎo)致產(chǎn)品的最終尺寸略有不同，并且金屬裝置的尖端更短且更鋒利，最終使其發(fā)出的推力級(jí)別高于塑料裝置。

經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)的測(cè)試，這兩個(gè)系統(tǒng)都被證明能夠在不降低任何性能的情況下運(yùn)行，僅產(chǎn)生了一層薄薄的“外殼”，可以輕松去除。而且，這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)發(fā)射器產(chǎn)生的最大推力分別為191.3 nN和139.9 nN，從而使它們的“比沖量”比許多先進(jìn)設(shè)備更高。

盡管事實(shí)證明金屬M(fèi)EMS比聚合物版本更強(qiáng)大，但研究小組得出的結(jié)論是，后者可以在將來(lái)提供更多使用該技術(shù)的途徑。鑒于塑料電極的成本優(yōu)勢(shì)，科學(xué)家們希望最終，它可以為一系列新的大學(xué)主導(dǎo)的設(shè)計(jì)和軌道太空飛行任務(wù)提供基礎(chǔ)。

3D打印不僅用于制造發(fā)射系統(tǒng)，還用于制造衛(wèi)星本身，并且許多公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出比以前更緊湊，更高效的設(shè)備。例如，微型衛(wèi)星制造商Mini-Cubes已與美國(guó)服務(wù)局CRP合作，以3D打印技術(shù)準(zhǔn)備就緒的PocketQubes。這些附加設(shè)備已經(jīng)通過(guò)了NASA GEVS-7000規(guī)范的振動(dòng)測(cè)試，計(jì)劃在2021年第二季度推出。

原文標(biāo)題：研究人員開(kāi)發(fā)出全3D打印離子動(dòng)力納米衛(wèi)星推進(jìn)器

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