真空技术助力 电推进技术发展

　　在将卫星发射到太空或执行太空任务之前，必须通过众多测试。这些测试的目的是检查 并确保卫星能在太空中正常运作;而只有在真空技术的帮助下，才能在地球上进行此类 测试。吉森大学(JLU) 自 20 世纪 60 年代开始太空研究，普发真空的设备从那时就参与 其中。如今，吉森大学第一物理研究所执行主任J.Klar博士所带领研究团队在其实验室 测试航天机构和其企业合作伙伴的发动机在太空条件的性能。离子推进器：从噱头到成为可能

　　在“新太空” (New Space) 时代到来之前，企业尚将电动太空推进 系统视为一种技术噱头，只是有朝一日可能会用于科学飞行任 务。因此，这一领域留给大学进行研究，而企业仅或多或少地承 担资金。如今，电动太空推进系统则被认为是变局推动者”，因为 与纯化学推进系统相比，使用这些系统可以在空间执行完全不同 的任务。

　　在第一物理研究所，有许多用于材料 研究和空间物理学的大型实验设施。这些设施包括大型真空腔体，其中可 以研究离子推进器的运行，也就是所 谓的空间模拟设施。在真空腔体中形 成真空环境，可在其中对推进器进行 测试和测量。Peter J. Klar 教授解释 说：“一般来说，电动推进研究团队 主要开发电动太空推进系统，特别是由吉森大学物理学家 Horst Löb 博士教授发明的射频离子推进器 (RIT)。

　　电动太空推进系统有多种类型。Löb 教授在 20 世纪 60 年代研制 的 RIT 推进器有一个半球形的放电室，在其内部，等离子体被从 气态推进剂中点燃。放电室开放的一面通过网格系统与太空隔 开。推进器运行过程中，带电的推进离子在网格之间施加的电场 作用下，被加速推离等离子体，从而根据反冲力原理产生推力。为了防止航天器带电，必须用电子中和带正电的离子羽流。早期 用汞蒸气作为推进剂，但如今一般使用惰性气体氙。由于这种资 源稀缺，目前正在积极寻找替代品。”

　　射频(或高频)离子推进器的基本原理。专注开发新型测试设施

　　吉森大学的电动推进研究团队正在努力开发新的标准化测试程 序。“随着技术的商业化，大学团队的任 务也在发生变化。我们不能也不想大量 制造 ISO 9000 认证推进器。正因如 此，我们专注于开发新型测试设施，这 也是真空技术的优势领域。”Klar 教授 说，“我们还专注于更好的推进器诊断方 案和用于极小型卫星的新型小型化推进 器。我们利用微观和纳米结构方法制造 这类推进器。”

　　特别是，吉森大学目前正在建造新的测试设施，用于研究电动太 空推进系统的电磁兼容性 (EMC)，这尚属德国唯一。这里将会开 展各种测试，以确定推进器在运行过程中发出的电磁辐射是否会 干扰其他电子设备。这种现象与汽车上的模拟收音机在驶过高压 电线附近时的接收干扰类似。“如果想要用这种推进器来操作卫 星，这些测试是至关重要的，因为在最坏的情况下，这类干扰可 导致卫星完全丢失。”Klar 教授解释说。用于在运行条件下测试推 进器的 EMC 测试设施，其设置与用于标准电子设备的设施截然 不同。由于推进器需要在太空条件(即真空)下运行，EMC 测量 必须在真空室中进行，或者真空室必须置于有屏蔽的 EMC 测量 舱中。