库仑拖曳装置：太阳风电帆推进与电离层离轨
摘要
带电系绳或导线插入流动等离子体时会经历库仑拖曳。在太阳风中，库仑拖曳可被用作高效的无工质星际推进，即太阳风电帆（electric sail, E-sail）。在低地球轨道（LEO）中，同样的等离子体物理效应可用于空间碎片物体的高效低推力离轨（等离子体制动）。E-sail 采用旋转稳定，而离轨库仑拖曳装置...（注：原文此处句子结构不完整，依上下文补全逻辑）...据数值估算，库仑拖曳装置在星际推进和 LEO 离轨方面均展现出非常有前景的性能指标。许多技术在这两种应用中是通用的。E-sail 技术研发在 ESAIL FP7 项目（2011-2013）中进行，该项目使关键硬件组件达到了 4-5 级技术成熟度（TRL），能够支持重量小于 200 kg 的 1 N 级星际 E-sail。E-sail 的推力与日心距离成反比，其功耗（在 1 au 处标称值为 700 W/N）与距离的平方成反比。作为 ESAIL 项目的一部分，通过自动可扩展的“系绳工厂”生产了连续的 1 km E-sail 系绳样品。该制造方法使用超声波线对线键合技术，这是为 E-sail 目的从普通的线对板键合技术发展而来的。此外，还原型化并成功通过了环境测试的“远程单元”（Remote Unit）设备，负责部署和自旋速率控制。我们的 Remote Unit 原型可在 0.9-4 au 的日心距离范围内运行。1-U 立方星 ESTCube-1 于 2013 年 5 月发射，它将尝试测量在 LEO 中充电至正负 500 V 的 10 m 长系绳所受的库仑拖曳。一个带有 100 m 系绳的更先进版本的实验正在筹备中，计划于 2015 年随 Aalto-1 3-U 立方星发射至极地 LEO。
引用
@article{arxiv.1404.7430,
title = {Coulomb drag devices: electric solar wind sail propulsion and ionospheric deorbiting},
author = {Pekka Janhunen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.7430},
year = {2014}
}
备注
Paper presented in Space Propulsion 2014 conference, K\"oln, Germany, 19-22 May 2014; One typo corrected