对于我国正处于建设阶段的天宫空间站而言,前段时间我国已经成功发射了天和号核心舱,到2022年结束前我国还将发射问天和梦天号两个实验舱,和3艘天舟货运飞船和4艘神舟载人飞船,彻底完成整个天宫空间站的一期百吨级建设目标规划。那个对于承担整个天宫空间站未来几十年在轨运行的天和号核心舱而言,其不仅承担着后续两个实验舱和数量更多的天舟和神舟飞船的对接任务,同时还承担着整个天宫空间站在轨运行期间的所有控制和在轨姿态运行任务,所以在天和号核心舱尾部的资源舱内,就装备有用于整个空间站在未来几十年长期在轨运行的轨道姿态控制发动机和变轨发动机。

变轨发动机主要用于未来某个时刻紧急需要变轨躲避太空垃圾、或者更好的和其他航天器对接、脱离需要而设计的专用发动机,在类型上使用了推力更大的化学燃料发动机,但是也因为自身使用频率并不是很高,所以后期对于燃料的消耗速度并不高,并不会造成货运补给压力。前面也说过所有绕地球飞行的近地轨道航天器,因为距离地球距离更近、受到的地心引力更大,为了不坠入大气层烧毁,就得定期打开自身轨道控制发动机加速抬升轨道,或者借助前来对接的其他航天器完成相似动作,以保证自身在轨运行安全。

比如现阶段运行在距离地面390公里高度的国际空间站,因为自身重量更大、运行高度更低,所以最长间隔三个月就得抬升一次轨道高度,但是对于国际空间站而言,由于技术的老旧等原因,其抬升一次轨道高度所消耗的燃料更多,所以就需要更多数量的货运飞船更加频繁的进行燃料补给,这直接增加了航天发射次数、增加了航天发射成本,并不利于未来航天发展需求。

而我国成功发射的天和号核心舱在未来的几十年内,也需要不断的抬升运行轨道高度以保证正常运行,那么对于天和号核心舱而言,如果继续使用传统的化学燃料发动机用于轨道高度控制的话,未来几十年将需要发射数量更多的天舟货运飞船来完成在轨燃料补给,无形中增加了航天发射成本,不利于中国航天未来发展。所以在天和号核心舱的轨道姿态控制发动机上,我们放弃了传统的化学燃料发动机,选择了2019年底发射升空的实践20号卫星上试验成功的LIPS-300型霍尔推进器。

霍尔推进器使用电能作为动力源,所以对于天和号核心舱而言,自身搭载的两个柔性太阳能帆板就能为其装备的四台霍尔推进器提供能源供应,也就不需要定期发射天舟货运飞船执行在轨燃料补加任务了,不光对于天宫空间站而言降低了后期运营发射成本,同时也使得天宫空间站在未来的运行期间可以源源不断的打开霍尔推进器以保证轨道运行精准,以提升轨道运行寿命。

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