NTU省燃料引擎卫星成功送入太空

近期美国佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队站的SpaceX猎鹰9号—3号任务运输机（SpaceX Falcon 9’s Transporter-3 mission），成功将一颗搭载由Aliena——南大资助发展的科技初创公司——所研发省燃料引擎的微型卫星发射到太空。

微型卫星的发展前景

SpaceX猎鹰9号-3号任务运输机，来源：Space.com

历史上，大多数卫星重达几千公斤，体积巨大，有几层楼那么高。然而，在过去的20年里，小型化的卫星越来越受欢迎，引领更小、更轻、更节能引擎的发展，使卫星能在太空中正常工作。

为微型卫星的发展铺平道路

卫星在太空会遇到的来自稀薄大气的阻力或阻力，推进器偶尔推动卫星来维持其在轨道上运行，否则卫星将失去动力并坠落回地球大气层，所以推进器对卫星非常重要。这颗卫星的引擎是霍尔效应推进器（Hall-effect thruster, HET），由Aliena发明和开发的这款离子推进器，推进剂中的离子通过电场加速。与现有的卫星发动机相比，新引擎运行功率只消耗一小部分。

霍尔效应推进器，来源：每日头条

目前，一般的霍尔推进器需要大约1000瓦的功率才能使较大的卫星保持在轨道上，而且不适合较小的太空飞行器，与之相比，Aliena的引擎可以用不到10瓦的功率，就能使一颗微型卫星运行。整个推进系统的体积为10立方厘米，重量小于两盒牛奶，相比传统推进系统更为便捷。

Aliena的联合创始人兼执行长及南大能源研究所的兼职首席研究员林建伟（Mark Lim Jian Wei）博士说：“随着太空产业持续指数式且快速的增长，Aliena的目标是通过等离子引擎来解决太空流动性日益增长的需求。在太空相关产业仍是新生市场时，我们已看到大量太空科技公司合并发展小型卫星的成本效益和在太空部署自家星座的可能性，影响着地球和太空商业。”

乔治・克里斯琴（左）和林建炜（右），来源：NTU官网

另一位Aliena的联合创始人兼首席技术官乔治・克里斯琴(George-Cristian Potrivitu)先生也是南大的博士生，他说：“Aliena专注于开发以等离子体为基础的尖端卫星推进系统，这一任务无疑是新加坡私人太空生态系统的一个非常重要的里程碑，新加坡的私人太空生态系统正迅速从初期阶段崛起。这次的卫星发射将证明Aliena的系统运行优良，对于Aliena下一步继续扩大客户群非常重要。我们希望通过为小型太空飞行器提供前所未有的动力，使之能执行最具挑战性的任务，从而推动小型太空飞行器有更多新的业务机会。”

探索太空下一个前沿领域

Aliena推进器还具有其他技术创新，有助提高其耐用性，允许系统在不需要外部加热预热的情况下立即点火。此外，Aliena的发动机是一种电等离子推进系统，较非电力系统更节能，且与市场上现有的推进器相比，其需要更小更轻的电池和更少的太阳能电池板。由于高度节能，配备Aliena引擎的卫星携带更少的燃料，使卫星在太空运作时更灵活。

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《地心引力》剧照，来源：谈家梁博客

当卫星需要组合成一个系统运作时，调整卫星最小程度地移动的能力至关重要，如星座形成。这也便于在轨道上进行维护和服务，以及其他在太空中进行的复杂操作，比如在2013年的电影《地心引力》(Gravity)中，桑德拉·布洛克(Sandra Bullock)饰演的角色需使用冷气推进器来移动自己去为哈勃空间望远镜(Hubble space Telescope)服务。

林博士补充：“希望我们新引擎驱动的微型卫星成功发射，会为新兴的低功耗小型卫星运作铺平道路，以提高卫星容量的使用。” 在这次任务之后，Aliena计划在2023年在一个更大的卫星平台上部署微型卫星级发动机(MUSIC)，由Orbital Astronautic的ORB-12 Strider任务发射。

Aliena与NTU

Aliena成立于2018年，创始人林博士和乔治・克里斯琴先生在南大空间推进中心攻读博士学位时相遇。该公司于2019年获得了南大孵化器NTUitive科创投资基金的资助，该技术在南大卫星研究中心(Satellite Research Centre, SaRC)进行试验。Aliena从南大分拆出来后，得到NTUitive公司的旗舰战略研究创新基金(SRIF)的支持，该基金为原型推进发动机所需的初始研发提供资金。

南大卫星研究中心，来源：NTU

南大第一次的太空探索始于20多年前。第一个项目是1999年发射的代号为“鱼尾狮” （Merlion）的通信有效载荷，当时卫星主体主要是由萨里大学（University of Surrey）开发。自那以后，南大已经建造并向地球轨道发射了九颗卫星。南大与国防研究及发展组织合作建造的X-SAT微型卫星，是新加坡于2011年发射升空的第一颗本地建造的卫星。此外，自2009年以来，南大为本科生和研究生开办了新加坡首个卫星项目。

信息来源：

1. "Lightweight engine launched into space" NTU Media Release;

2. “NTU Singapore startup successfully deploys compact and fuelefficient satellite engine into space” NTU Joint News;

3. "初创公司获南大孵化基金支持本地研发纳米节能引擎送卫星入太空" 联合早报.