NPT30-I2點火

2021年11月18日，權威科學雜誌Nature發表的In-orbit demonstration of an iodine electric propulsion system（一種碘工質電推進系統的在軌驗證）中指出，在電推進系統中使用碘，相較於價格昂貴，難以儲存的氙氣，或能提升航天器的效能。研究結果凸顯出碘作為航天替代推進劑的優勢。

本項研究中的碘推進指的是法國商業航天公司ThrustMe研製的NPT30-I2碘工質電推進系統，首次為小型衛星（20kg的立方星）提供動力，併成功完成在軌測試。

NPT30-I2安裝在衛星上

2020年11月6日，NPT30-12碘工質電推進系統搭載在天儀研究院與北京航空航天大學合作研製的北航空事衛星上發射至位於480km高度的軌道上，截至2021年2月28日，研究小組在一系列小型試驗中成功操作電推進工作11次。

測試原理為加熱固態碘使其昇華成氣體，然後高速電子的轟擊使其變成碘離子與自由電子，接著帶正電的碘離子被加速至排氣口排出，成功推動目標向前飛。

研究顯示，碘不僅是一種可行的推進劑，還能實現比氙氣更高效的電離化。此前，碘在地面測試中已經能達到比氙氣更高的效率，但尚未報道過完全使用碘電推進系統的航天器完成在軌執行。

NPT30-12原理圖

電推進系統透過電力將推進劑轉化為推力。氙氣存在稀少、需要專用加壓裝置才能儲存以及商業生產成本高的問題。為保證航天業的長期可持續發展，有必要尋找一種替代推進劑。

一個可能的替代選擇就是碘，碘相對氙氣價格低廉、產量豐富，而且可以固態儲存。碘在標準情況下以帶光澤的紫黑色固體狀態存在，但只要在較低壓力下加熱碘，它就會直接從固體昇華為氣體，這使得碘成為電推力器完美的高效燃料。

小型衛星面臨的挑戰是，與攜帶推力器和燃料的大型衛星相比，它們受到高層大氣的影響更大。與傳統推進劑相比，碘的價格更低，所需技術也更簡單。

另一個重要的好處是，碘是無毒的，在常溫常壓下是固態的，因此在地球上處理起來更容易、更便宜。由於碘的密度比傳統的推進劑大，所以在衛星上佔用的體積也較小。在小型衛星上，空間是很寶貴的，這也是一個關鍵的特點。

航天推進器

碘推進仍存在一些需要解決的問題。例如，碘與大多數金屬會發生反應，因此不得不使用陶瓷和聚合物來保護推進系統的部件。此外，固體碘大約需要10分鐘才能轉化為等離子體，因此，當航天器需要緊急制動以避免發生在軌碰撞時，碘推進可能無法及時提供推進劑。

研究人員指出，在軌成功測試或加快航天業對替代推進劑的接納，同時也展現出碘在大量航天任務中的應用潛力。比如，碘能顯著推進系統的小型化和簡化，從而得到具有新能力的小型衛星和衛星星座，用於部署、碰撞規避和報廢處置。

每日資訊

1.核能制氫初具產業化條件

近日，廣東省釋出《廣東省科技創新“十四五”規劃》，提出全面推進氫能技術的發展和應用，開展大規模風光電制氫、核能制氫等前沿技術研究，突破氫能成本瓶頸。

2.我國原油蒸汽裂解技術首次工業化應用成功

11月17日訊息,中國石化重點攻關專案“輕質原油裂解制乙烯技術開發及工業應用”在天津石化工業試驗成功,可直接將原油轉化為乙烯、丙烯等化學品(即“油轉化”),實現了原油蒸汽裂解技術的國內首次工業化應用,對我國石化產業轉型升級、助力實現“雙碳”目標具有重要意義。

今日，國內稀有氣體市場行情整體穩中上行，在上游市場供貨略緊，下游市場需求平穩的情形下，部分稀有氣體產品價格繼續穩中上調。

高純氪氣以及氙氣市場行情整體平穩，相比前期，市場中流通的氪氣貨量有所增加，但實際成交偏少，持貨商出貨相對謹慎，挺價意願較高。

氙氣貨源一般，供貨仍舊偏緊，廠家氙氣餘量偏少，因而下游市場實際成交價格略有上調。

氖氣供貨狀況仍未有明顯好轉，部分主力企業裝置故障對氖氣市場影響較大，再加上原料氣的供應不足，氖氣實際產量不多；但下游混合氣市場需求良好，氖氣價格一路上調。

高氦市場行情整體高位維穩，受氦氣貨源收縮影響，國內氦氣市場供貨量大幅減少，下游諸多行業需求良好，管束以及瓶裝氦氣成交價格繼續上調，並且在當前的供需環境下，後市氦氣價格仍有上調空間。