新太空公司寻求利用高 Delta-V 航天器解决轨道机动性问题

在过去七十年中，绝大多数卫星都是在事后才将推进力发射到轨道上的。 这并不是说推进器不重要，但一旦飞行器到达预定轨道，机载推进器主要用于位置保持和小型机动。

事实上，关于太空飞行的一条不言而喻的真理是，飞行器在到达特定轨道后就不会去任何地方。 这是因为使绕地球轨道发生重大变化所需的能量非常高。

在当今的太空中，当前在轨机动性的选择并不是最佳的。 传统的火箭动力推进器需要大量的推进剂才能移动。 有离子推进器，其燃料效率明显更高，但不能快速做出改变。 就是这样。

Delta-V 很难

但周二，一家名为 Portal Space Systems 的新公司突然出现，并提出了替代方案：太阳能热推进系统。 该公司创始人 Jeff Thornburg 表示，Portal Space 将专注于轨道移动性。

他在接受采访时表示：“从历史上看，所有推进装置都是为了卫星的定位而设计的，而不是为了机动性。” “太多的商业和军事客户正在努力解决如何在结束资产寿命之前花费他们仅有的一点 Delta-V。”

“Delta-v”是航天工业测量航天器所能达到的速度变化的方法，更准确地说，它是衡量航天器速度变化的方法。 航天器质量单位冲量。 因此，如果您的航天器具有每秒 500 米（1,120 英里/小时）的 delta-v 能力，并且以零速度启动，那么在燃烧完所有推进剂后，它将以 500 m/s 的速度行驶。

这原来是太阳系的货币。 从地球表面进入近地轨道 (LEO) 需要大量的 delta-v，速度接近 10,000 m/s。 这就是为什么需要强大的火箭来发射卫星。 到达近地轨道后，从那里前往其他地方的相对 delta-v 成本较低，但仍然很高。 例如，从近地轨道到达月球表面还需要 6,000 m/s 的速度。 这张图 很好地概述了 delta-v 的成本。

大多数卫星的发射速度为 500 m/s 或更低的可用 delta-v。 这使得它们能够微调自己的轨道，并执行一些基本的机动性，以避免与其他卫星或碎片相结合。 但这还不足以对它们的轨道进行有意义的改变。

Delta-v 为你

Portal Space 相信它在这方面有解决方案。 索恩伯格表示，该公司正在开发一种围绕太阳能热推进概念建造的航天器，该航天器利用太阳能加热推进剂并产生推力。 这种发动机已经研究了几十年，但从未被开发用于实际目的。 该公司尚未透露其选择的推进剂，但索恩伯格表示，它可以在轨道上储存，并且不像肼那样有毒。 （可能是氨之类的东西）。

Thornburg 表示，自 2021 年 11 月创立 Portal 以来，他和他的团队正在利用 Supernova 卫星总线解决系统固有的技术挑战。 他说，这些航天器将具有令人印象深刻的机动性——6,000 m/s 的 delta-v。 这足以从更高的轨道移动到地月空间并返回。

他设想在中地球轨道和地球静止轨道上建立一支可加油的超新星飞行器舰队，这些飞行器将能够俯冲到各种轨道，并为商业和军用卫星提供推进剂输送、移动和观测等服务。 他的愿景是为现有卫星提供实时、响应能力。 如果需要进行紧急机动，超新星飞行器可能会在几个小时内到达那里。

“如果我们要拥有真正的太空经济，那就意味着物流和供应服务，”他说。

开发具有新颖推进系统和大量 Delta-V 能力的航天器可能听起来雄心勃勃，特别是对于小型初创公司而言。 但索恩伯格拥有一些可靠的经验，曾在军队、美国宇航局以及包括 SpaceX 在内的多家航天公司工作过，他曾担任 SpaceX 的推进副总裁和猛禽火箭发动机的首席设计师。

Portal Space 周四宣布，已从美国太空军获得 300 万美元资金，用于支持 Supernova 卫星总线的开发。 索恩伯格表示，该公司计划在 2025 年底或 2026 年初发射第一颗卫星。它可能会进入中地球轨道，并至少展示其大型 delta-v 能力。