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“吸空气”也能给卫星当燃料?全球首颗“空气呼吸”推进卫星瞄准超低轨道

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 卫星在太空飞行,推进剂通常需要从地面带上去。如今,一家欧洲初创企业正尝试改变这一模式——让卫星直接“吸入”稀薄高层大气,将其转化为推进工质。

据美国Space.com网站8月9日报道,西班牙Kreios Space公司计划实施全球首个采用空气呼吸电推进(ABEP)技术的卫星在轨验证任务。该技术面向距地面约100至400公里的甚低地球轨道(VLEO),希望解决这一高度大气阻力较大、卫星难以长期维持轨道的问题。

不带传统推进剂,直接利用稀薄大气

与普通卫星携带氙、氪等推进工质不同,ABEP系统通过进气装置收集轨道上的高层大气粒子,将其加热、电离形成等离子体,再高速喷出产生持续推力。其核心思路,是利用卫星飞行环境本身提供推进工质,以抵消持续存在的大气阻力。

这项技术之所以受到关注,与VLEO特殊环境直接相关。普通低轨卫星并不需要持续推进,但当轨道降低至数百公里甚至200公里以下时,大气阻力迅速增强。如果仍完全依靠自带推进剂长期补偿阻力,卫星寿命和载荷能力都会受到明显制约。

因此,能否形成“不依赖传统储存推进工质”的持续补偿能力,被认为是VLEO长期运行的一项关键技术。

约200公斤卫星将承担首次验证

Kreios Space已选择立陶宛Kongs berg NanoAvionics公司的MP42微小卫星平台承担首次在轨验证。按企业8月4日公布的信息,整星最终构型重量约200公斤,并将搭载尚未公开具体型号的光学载荷。(Kreios Space)

任务计划不仅验证ABEP推进器实际性能,还将测量VLEO空间环境,并利用可见光和近红外载荷获取亚米级分辨率图像。NanoAvionics负责卫星平台适配、光学载荷集成、系统测试及入轨调试,随后再由Kreios Space接管运行。

公司此次公告没有给出确定发射日期,不过其技术路线页面目前将2027年列为首颗“Kreios-1”卫星的计划发射节点。

为什么要把卫星降得更低?

离地面越近,遥感卫星在相同光学条件下通常能够获得更高空间分辨率;通信链路距离缩短,也有利于降低时延、改善链路预算。与此同时,相比已部署数千颗卫星的传统低轨区域,VLEO目前仍相对空旷。

但优势与挑战并存。卫星越低,大气阻力、材料侵蚀、姿轨控制和推进需求就越突出。Kreios Space称,其平台需要在气动外形、材料和结构上针对200公里附近环境进行专门设计。

如果此次在轨验证取得预期效果,“空气呼吸电推进”可能为超低轨卫星打开新的工程路径:卫星不再只是对抗大气,而是尝试把大气本身变成维持轨道运行的资源。

不过,目前相关性能仍主要来自企业地面研发和测试数据,首次在轨任务尚未实施。推进器能否长期稳定收集足够大气粒子、持续抵消阻力,以及整星寿命和功耗是否达到商业运行要求,仍需实际飞行验证。

参考信息来源:

  1. Space.com,Julian Dossett,Exploring 'very low Earth orbit': The world's 1st air-breathing satellite thruster could soon get a test run,2026年8月9日。

  2. Kreios Space,Kreios Space selects Kongs berg NanoAvionics for first-ever air-breathing electric propulsion VLEO satellite,2026年8月4日。

  3. Kreios Space,Our VLEO Technology,技术路线公开资料。


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来源:智研航天
光学通信Electric材料控制
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首次发布时间:2026-08-20
最近编辑:1月前
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