以水為燃料的衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)，將使用3D打印組件！

2022年8月1日，南極熊獲悉，Thales Alenia Space和Miprons合作開(kāi)發(fā)了一種以水作為燃料的衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將包含3D打印組件。這兩家歐洲航天公司于 2022年7月下旬宣布了這一合作消息，目的是采用開(kāi)創(chuàng)性的新太空技術(shù)，開(kāi)辟衛(wèi)星的未來(lái)道路。



Miprons正在研發(fā)水燃料推進(jìn)器
Miprons所研發(fā)的這款水燃料衛(wèi)星推進(jìn)，是使用水中的氫氣作為動(dòng)力，這是一種低成本的綠色燃料，可以取代目前的衛(wèi)星推進(jìn)劑（一種有劇毒的肼基燃料）。

該系統(tǒng)具有高性能和小型化的特點(diǎn)，通過(guò)電解過(guò)程將水分解成氫氣和氧氣，然后送入燃燒室。由于它只裝載水，所以運(yùn)行速度很快，如軌道提升、脫離軌道和避免碰撞。此外，由于設(shè)計(jì)緊湊且可擴(kuò)展，它可以適用于所有尺寸的衛(wèi)星。迄今為止，Miprons技術(shù)的原型仍在開(kāi)發(fā)中，技術(shù)準(zhǔn)備水平 (TRL) 介于 3 和 4 之間（TRL 9 是最高成就）。

這款強(qiáng)大且高效的推進(jìn)器專為 Thales Alenia Space 的衛(wèi)星設(shè)計(jì)。Thales Alenia Space 將指導(dǎo)推進(jìn)器開(kāi)發(fā)，為中小型衛(wèi)星提供可靠、高性能的推進(jìn)解決方案，并支持意大利工程模型的環(huán)境測(cè)試。


△Miprons 推進(jìn)系統(tǒng)。圖片由 Miprons 通過(guò) LinkedIn 提供。

研發(fā)背景
據(jù)合作的航天公司稱，水燃料推進(jìn)系將包含多個(gè)使用3D打印工藝制造的零部件。雖然組件的細(xì)節(jié)尚未披露，但兩家公司在增材制造方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。Thales和 Leonardo （意大利和法國(guó)航空航天工業(yè)的主要工業(yè)集團(tuán)）的合資企業(yè)， 多年來(lái)一直在使用3D打印技術(shù)。

●它最先使用增材制造為T(mén)urkmenistan的第一顆衛(wèi)星 TürkmenÄlem/MonacoSAT 制造天線支架，該衛(wèi)星由 Thales Alenia Space 在Cannes Mandelieu Space Center建造并于 2015 年發(fā)射。

●后來(lái)該公司為其Iridium NEXT 衛(wèi)星星座制造聚合物管支架，并為 2017 年在軌運(yùn)行的Koreasat 5A 和 7 通信衛(wèi)星制造了大型 3D 打印航天器部件。

●2019年，Thales Alenia Space 將3D打印投入批量生產(chǎn)以制造組件用于構(gòu)建在公司新的全電動(dòng)Spacebus Neo平臺(tái)上的電信衛(wèi)星。


△正在泰雷茲阿萊尼亞空間設(shè)施建造和組裝的Iridium satellite NEXT 衛(wèi)星。圖片由 Thales Alenia Space 提供。

Miprons 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Angelo Minotti 表示，雖然水燃料推進(jìn)系統(tǒng)仍處于研發(fā)的早期階段，但它有可能定義“太空新范式”。這位航空航天推進(jìn)專家還補(bǔ)充說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)將嘗試讓該系統(tǒng)盡快啟動(dòng)并運(yùn)行。

同樣，Thales Alenia Space 首席執(zhí)行官 Massimo Claudio Comparini 保證：“我們始終愿意面對(duì)并解決太空部門(mén)日益增長(zhǎng)的戰(zhàn)略中重要的新挑戰(zhàn)�！�

然而，盡管這個(gè)概念具有創(chuàng)新性，但這并不是第一個(gè)可以用水驅(qū)動(dòng)的衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)。

●2020 年，東京大學(xué)的研究人員成立了一家名為Pale Blue的初創(chuàng)公司，旨在通過(guò)使用水基微型推進(jìn)系統(tǒng)來(lái)推動(dòng)小型衛(wèi)星航天工業(yè)。

●同樣，在 2020 年，NASA 為Hydros創(chuàng)建了水力推進(jìn)器。Hydros 方法避免了發(fā)送加壓系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，相對(duì)便宜且易于制造，可針對(duì)不同的衛(wèi)星尺寸進(jìn)行擴(kuò)展，并且省油。

水作為下一代小型衛(wèi)星的燃料引起了研究者們的很多關(guān)注，主要是因?yàn)樗��?strong>安全性和易處理性，以及在月球、火星和小行星等地外探索地點(diǎn)可以獲取。南極熊相信未來(lái)幾年，用于衛(wèi)星（以及后來(lái)的火箭）的水動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)一定會(huì)發(fā)揮其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。