美國《大眾機械》月刊網站3月7日發表題為《碘動力衛星可拯救近地軌道》的文章，作者系珍妮弗·萊曼。全文摘編如下：
過去十年，地球軌道上的小型衛星數量一直在穩步增加，而且發射步伐還在加快。在未來幾十年中，美國一網公司、太空探索技術公司、亞馬遜公司等衛星運營商，計劃將數以萬計的衛星送入軌道，以提高寬頻網際網路在全球的覆蓋率。
通常，為這些小型衛星提供動力的電力推進系統依賴氙或氪等昂貴的氣體推進劑，但氙和氪供應不足。
氙是首選推進劑，但價格太貴，約為每公斤3000美元。它還是一種有限的資源，在地球大氣中的含量不足千萬分之一。由於照明和成像等很多行業也要使用這種氣體，氙供應不足的問題就顯得尤為棘手。人們對氪的需求也很大。太空探索技術公司的“星鏈”衛星使用的推進劑就是氪。氪儘管比氙便宜，但效率沒那麼高。此外，全球超過一半的氪被用於為建築物的窗戶隔熱。隨著全球變暖，以及建築承包商致力於減少大型建築的能源損耗，對氪的需求預計還會增長。
等離子體物理學家特雷弗·拉弗勒博士是法國航天企業“推進”公司的首席工程師，他和同事致力於開發一種更便宜、更可持續的推進劑。這種推進劑能夠安全有效地推動衛星沿軌道執行。
碘這種礦物存在於土壤和海藻等多種資源中，儲量非常豐富——全球產量是氙的500倍，價格僅為氙的1/100。儘管碘的質量與氙大致相當，但儲存密度是氙的3倍、氪的9倍。氙和氪都以氣體的形式被儲存在加壓罐中。碘則可被裝進一個較小的不加壓容器中。這樣一來，實現小型化的難度就降低了。試驗結果證明，碘的效率是氙的兩倍。它運輸起來也更安全，而且推進器可以加完碘後再運輸，這樣買家就不必再花時間從當地供應商那裡採購推進劑。
2021年2月，“推進”公司完成了史上首個碘離子推進器太空試驗。在軌道上，名為NPT30-I2的推進器共點火11次，這麼做既是為了測試它是否正常執行，也是為了改變它推動的衛星（由天儀研究院研製）的位置。2021年11月，“推進”公司在英國《自然》週刊上分享了試驗結果。
英國南安普敦大學航空航天工程師查理·瑞安博士說：“近20年來，人們一直在談論如何用碘製造離子推進器。（這次試驗）是向前邁出的相當大的一步。”
“推進”公司是第一家推出和測試碘推進器的公司，但它不是唯一開發這項技術的企業。義大利航天企業T4i在2021年推出了一種類似的碘推進系統。
“推進”公司的推進系統的工作原理是：位於專門容器內的加熱器會加熱固體碘，將它變成氣體。這種氣體會進入一個專門的放電室，放電室被一個射頻感應天線環繞。射頻感應天線類似於電磁爐，會加熱氣體並將其變成等離子體。拉弗勒說：“這實際上是一種電子和正離子組成的湯。”然後，一對高壓電網會從這種湯中提取正離子，使其加速以產生推力。
然而，碘未必是萬靈藥。它的腐蝕性很強，因此“推進”公司的團隊用陶瓷和聚合物製成塗層，將推進器最關鍵的部分包裹起來。此外，該系統需花10分鐘才能使自身溫度升至足以將固體碘轉化為等離子體的水平，這會影響衛星快速調整軌道的能力。拉弗勒說，這個問題可能會隨著動力的增加而得到改善。
“推進”公司計劃擴大其系統的尺寸，以滿足各種任務的需要。拉弗勒說，該公司正在開發現有推進系統的一個較大版本，以及一種將多個推進器集中到一起的系統。
這個推進系統也可以縮小。目前在軌執行的許多衛星都太小，無法容納推進系統。未來的衛星可以配備“推進”公司的碘推進器的微型簡化版本。這種推進器的威力夠強，足以讓衛星完成躲避操作並重新進入地球大氣層，從而減少同太空垃圾相撞的可能性。
來源：參考訊息網
