20、冷气体推进系统：遥感小卫星的理想选择

冷气体推进系统：遥感小卫星的理想选择

1. 引言

冷气体推进系统在小型卫星执行广泛的地球轨道甚至星际任务中发挥着理想的作用。自20世纪60年代以来，这些系统在小型卫星中得到了相当频繁的应用。由于其低复杂性、高效利用推进剂（无污染和热排放）、低成本和低功耗，它已被证明是近地轨道（LEO）机动中最合适、最成功的低推力空间推进系统。该系统的主要优点是预算低、质量轻和体积小。

冷气体推进系统主要由推进剂罐、电磁阀、推进器、管道和配件组成。推进剂罐储存卫星在轨道运行期间进行姿态控制所需的燃料，冷气体系统中使用的燃料是压缩气体。推进器提供足够的力，以稳定卫星的俯仰、偏航和滚动运动。从设计角度来看，冷气体推进系统的三个重要组成部分——任务设计、推进剂罐和冷气体推进器起着重要作用。选择合适的推进剂对于冷气体系统同样重要。

2. 冷气体推进剂

不同的冷气体推进剂具有不同的性能，以下是部分冷气体推进剂的典型性能值：
| 推进剂 | 分子量 (Kg/Kmole) | 密度 (g/cm³) | 理论比冲 (s) | 实测比冲 (s) |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 氢气 | 2.0 | 0.02 | 296 | 272 |
| 氦气 | 4.0 | 0.04 | 179 | 165 |
| 氮气 | 28.0 | 0.28 | 80 | 73 |
| 氨气 | 17.0（液态） | - | 105 | 96 |
| 二氧化碳 | 44.0（液态） | - | 67 | 61 |

氮气是最常用的冷气体推进剂，因其储存密度、性能和无污染问题而受到