随着卫星群和太空垃圾继续挤占地球上空的轨道区,研究人员正在寻找防止问题加剧的方法。据一组研究人员称,一种解决方案可能是使用实体火箭为其自身发射提供燃料。 格拉斯哥大学的合作者表示,他们已经成功推出了首款无支撑自噬(拉丁语意为“自食”)火箭发动机原型。本周早些时候,在美国航空航天科学技术论坛上亮相的 Ouroboros-3(以古埃及蛇吞食自己尾巴的象征命名)利用自己的身体作为额外的燃料来源。在一段测试视频中,可以看到 Ouroboros-3 在模拟发射过程中随着身体被烧毁而长度缩短。 如今,传统火箭将燃料分阶段储存,燃料耗尽后会弹出,要么在重返大气层时燃烧殆尽,要么成为又一块轨道太空垃圾。Ouroboros-3 完成任务后几乎不会留下任何痕迹,因为它只负责将小型无人驾驶有效载荷发射并送入轨道。 首次点火后,使用由气态氧和液态丙烷组成的主推进剂,Ouroboros-3 的高密度聚乙烯塑料管外壳随后在火箭继续燃烧时增加推进力。就像烛台火焰消耗蜡一样,外壳提供了所需总推进剂的五分之一。在试射中,Ouroboros-3 产生了高达 100 牛顿的推力。 “传统火箭的结构占其总质量的 5% 到 12%。我们的测试表明,Ouroboros-3 可以燃烧与自身结构质量非常相似的推进剂,”格拉斯哥大学工程学教授兼项目负责人帕特里克·哈克尼斯 (Patrick Harkness) 本周早些时候在一份声明中表示。“如果我们可以将至少一部分质量用于有效载荷,那么对于未来的火箭设计来说,这将是一个引人注目的前景。” 后续测试还展示了团队如何控制自噬火箭的燃烧,使其重新启动、以开/关模式脉动或节流。 哈克尼斯继续说道:“这些结果是开发功能齐全的自噬火箭引擎的基础性一步。” [相关:美国联邦通信委员会刚刚开出了第一张太空垃圾罚款。] 尽管仍处于早期原型阶段,但该团队希望 Ouroboros-3 的未来迭代能够足够大,以支持将纳米卫星等有效载荷送入轨道,而不会进一步扰乱大气层。周四,哈克尼斯在接受Gizmodo采访时表示,他打算将他们的自噬火箭增强大约两个数量级——任何超过这个数量级的增强可能都是不必要的,因为运送的载荷可能仅限于相对较小的载荷。 尽管如此,自噬火箭有朝一日可能会为航天工业提供一种替代方案,以解决现有设计成本高昂、混乱的问题。此外,任何有助于避免引发凯斯勒级联的事情肯定都是好消息。 |
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