NASA的二合一卫星推进演示开始在轨测试
NASA正在国际空间站部署的DUPLEX立方星上测试两种新型微推进技术,使用聚合物纤维提供安全、经济的推进性能。
DUPLEX立方星搭载两种互补的推进系统:纤维供给脉冲等离子体推进器使用Teflon材料通过电弧放电产生高比冲脉冲推力,适合轨道机动;单丝汽化推进系统受3D打印机启发,加热Delrin聚合物产生连续推力,适合精密姿态控制。该系统将在两年内通过升降轨道验证能力,为小型卫星提供安全、经济的推进解决方案,支持低轨经济发展和深空探测任务。

2025年12月2日,双推进实验(DUPLEX)立方星从国际空间站释放。图片来源:NASA
NASA正在与商业合作伙伴合作,开发高性能、可靠的推进系统,帮助小型航天器在轨道上安全机动,到达太阳系内的预定目的地,并完成任务操作。
两种新型微推进技术正在名为DUPLEX(双推进实验)的立方星上进行太空测试,该立方星于12月2日从国际空间站释放至低地球轨道。这颗立方星配备了两个推进系统,使用聚合物纤维线轴提供与现有系统相当的推进性能,但在组装过程中更加安全,成本也更低。
在轨道上,DUPLEX将通过在两年内升高和降低轨道来测试其先进的推进系统,展示这些系统长期维持航天器轨道的能力。
这种推进技术采用电脉冲使聚四氟乙烯(Teflon)材料汽化,并利用产生的离子提供强大、高效的推力,同时使用极少的燃料。这是一种脉冲式工作模式,通过电弧放电将固体推进剂转化为等离子体喷射,实现高比冲推进。
这种推进技术受3D打印机启发,通过加热和汽化一种称为Delrin(聚甲醛)的常见聚合物材料来产生连续推力。类似于3D打印机的送丝机制,该系统将固体聚合物丝材送入加热室,汽化后形成推进气体,提供稳定的连续推力。

DUPLEX立方星集成了两种互补的推进技术:脉冲等离子体推进器用于大推力机动,单丝汽化推进器用于精密姿态控制和轨道维持。
微推进解决方案为繁忙的低地球轨道经济中的运营商提供了各种经济高效的必要能力,包括:维持和调整轨道以避开碎片或附近的航天器;协调航天器之间的机动以执行维护、检查和其他关键活动。
在DUPLEX上测试的系统还可以使航天器能够以更低的成本执行远离地球的区域(如月球和火星)的延长任务。这些技术为美国工业界提供了高效、经济的航天器系统,用于各种基于空间的应用,建立更强大的轨道经济以满足NASA和国家的需求。
DUPLEX展示的技术代表了小型航天器推进领域的重要进展。传统的化学推进系统存在安全隐患和高成本问题,而这两种基于聚合物纤维的推进技术在保持性能的同时,大幅提升了安全性和经济性。
脉冲等离子体推进器提供高比冲和强推力,适合轨道机动;单丝汽化推进器则提供连续可控的微推力,适合精密姿态控制。两种系统的结合,使小型卫星具备了完整的机动能力,为未来的星座部署、深空探测和在轨服务任务奠定了基础。
DUPLEX航天器由伊利诺伊州的Champaign-Urbana Aerospace公司开发。NASA位于加州硅谷艾姆斯研究中心的小型航天器和分布式系统项目支持了该项目的开发,资金来自小企业创新研究(SBIR)计划和2019年通过该机构空间技术任务理事会授予的Tipping Point产业合作伙伴奖。
