四川
前段時間，國家航天局在中國航天日宣布，天問二號探測器將于今年接近地球準衛(wèi)星 2016 HO3，明年帶回這顆小行星的樣本。不少人疑惑，我們已經(jīng)去過月球背面、登上過火星，小行星采樣到底難在哪？
就像天問二號的姿態(tài)控制發(fā)動機，只用小推力微型發(fā)動機精準調(diào)整，才能完成附著采樣。
除了采樣的精準操作，天問二號用到的單組元燃料也是關(guān)鍵。單組元燃料不需要額外搭配氧化劑，自身催化分解就能產(chǎn)生推力，最早的單組元燃料就是大家熟悉的過氧化氫。
早在 1938 年，德國人就使用高濃度過氧化氫作為火箭發(fā)動機燃料，1939 年 6 月 20 日，亨克爾 He 176 型飛機成功起飛，這是世界上第一架完全由液體燃料火箭推進的飛機，使用的就是高濃度過氧化氫，以高錳酸鈣鈉水溶液作為催化劑，分解為高溫蒸汽和氧氣。
二戰(zhàn)結(jié)束后，英國和美國都獲得了相關(guān)技術(shù)，英國人用鍍銀鎳網(wǎng)作為催化劑替代液體催化劑，美國人也使用類似的固體催化劑，將過氧化氫發(fā)動機運用在貝爾 XF-85、北美 X-15 以及水星飛船等航空航天器上。不過當時受技術(shù)水平限制，過氧化氫溶液濃度最多只能達到 85%，推力逐漸無法滿足復雜任務(wù)需求，單組元燃料漸漸轉(zhuǎn)向復合推進劑方向發(fā)展。
五十年代后期，另一種單組元燃料肼衍生物開始出現(xiàn)，逐漸取代高濃度過氧化氫成為主流單組元推進劑，其推力更穩(wěn)定、能量密度更高，為后續(xù)航天器的姿態(tài)控制提供了更可靠的選擇。
如今，單組元燃料的發(fā)展又有了新突破。天舟九號貨運飛船搭載了清華大學和中國科學院大學化學物理研究所聯(lián)合研制的化電雙模式綠色推進劑，完成了在軌飛行驗證。這種推進劑既能像傳統(tǒng)單組元燃料一樣催化分解產(chǎn)生推力，又能電離實現(xiàn)電推力，無毒無污染、能量密度高、抗凍性好且可長期貯存，完美解決了傳統(tǒng)單組元燃料的部分短板。
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