一个小盒一根绳 让火箭末级不用燃料就能飞离轨道 自行销毁

    火箭末级将卫星送入预定轨道完成使命后，需进行回收，现阶段一般采用再次点燃剩余燃料的方式，让末级脱离星箭分离轨道，坠入大气层烧毁。近日，中国运载火箭技术研究院研究发展部的科研人员采用“基于空心阴极的电动力绳离轨技术”，让火箭末级可以不携带多余燃料也能完成回收。
    研究发展部设计人员张恒浩介绍，应用“基于空心阴极的电动力绳离轨技术”需要两个设备，一个是“空心阴极等离子接触器”，一个是导电金属绳。火箭末级完成任务后，金属绳会向外伸出，心阴极等离子接触器发射出阴离子。这些阴离子与太空中的阳离子进行交换时会“动起来”，于是就在金属绳上产生了电流，电流在切割太空中的磁场时会产生一个拉力，就是这股拉力将火箭末级从轨道上“拽”下来，坠入大气层后烧毁。
    张恒浩和同事们将空心阴极等离子接触器设计得十分小巧，仅有5号电池大小，别看它体积小，但力量却很大。设计人员在发射器的发射口附近增设了磁场，在磁场的加持下，发射器发射离子的能力更强，离子交换后的电流也更大，达到了5安，和国际先进水平比肩。这样相应产生的拉力也更大，可以让火箭末级更快被“拽”出轨道。
    这一技术还可以应用在废弃卫星的回收中。张恒浩介绍，卫星都有自己的使用寿命，当寿命到期后，废弃的卫星会成为太空垃圾，占用运行轨道。因此，重量为百公斤级的卫星一般会携带10公斤左右燃料用于回收时点燃，推动其离轨坠入大气层，完成离轨报废。不要小看这10公斤，它会占用火箭的有效载荷，同时也是一项成本支出。而采用“基于空心阴极的电动力绳离轨技术”，空心阴极和绳子加在一起的重量仅1公斤左右，而且体积小、不占地，成本同样也很低，仅携带燃料成本的十分之一左右。
    目前，该技术已经完成了地面试验，随时可在完成任务后的火箭末级和卫星回收中应用。

△回收示意图