最近，麻省理工學(xué)院（MIT）的工程團(tuán)隊(duì)在小型航天器推進(jìn)技術(shù)上取得了一項(xiàng)可能改寫游戲規(guī)則的進(jìn)展。

MIT的這一突破，把"兩套系統(tǒng)、兩種燃料"壓縮成了"一套系統(tǒng)、一種燃料"。

研究的核心是一種名為ASCENT的"綠色單組元推進(jìn)劑"，全稱"先進(jìn)航天器無毒高能推進(jìn)劑"。這種推進(jìn)劑最初由美國空軍開發(fā)，是高度危險(xiǎn)的傳統(tǒng)肼類燃料的替代品。

它本身是一種離子液體混合物。MIT團(tuán)隊(duì)由此產(chǎn)生聯(lián)想：既然電噴霧推進(jìn)器本來就靠離子液體工作，那能不能讓ASCENT同時擔(dān)任兩種推進(jìn)系統(tǒng)的燃料？

經(jīng)過一系列地面測試，答案是肯定的。

要理解這項(xiàng)突破的價(jià)值，需要先理清兩種推進(jìn)方式的本質(zhì)差異。

化學(xué)推進(jìn)器靠燃燒反應(yīng)產(chǎn)生大推力，能在短時間內(nèi)完成快速變軌、入軌等關(guān)鍵動作。但它消耗燃料很快，長期任務(wù)難以為繼。

電噴霧推進(jìn)器是硬幣大小的微型推進(jìn)器，工作原理是用電場將液體推進(jìn)劑的粒子帶電，再以離子束的形式噴出，產(chǎn)生推力。

它推力很小，但燃料效率極高，特別適合執(zhí)行緩慢精確的長周期機(jī)動。

這兩類推進(jìn)系統(tǒng)過去被認(rèn)為是互補(bǔ)但不可兼容的，尤其在微小衛(wèi)星這種緊湊平臺上。MIT的工作打破了這一假設(shè)。

測試結(jié)果顯示，用ASCENT驅(qū)動的電噴霧推進(jìn)器在推力性能上與傳統(tǒng)電噴霧推進(jìn)劑相當(dāng)。這是一個關(guān)鍵驗(yàn)證：兼容性不是以犧牲性能為代價(jià)換來的。

理論驗(yàn)證之后是真實(shí)的太空驗(yàn)證。

MIT團(tuán)隊(duì)正在與NASA合作推進(jìn)"綠色雙模式推進(jìn)任務(wù)"（Green Propulsion Dual Mode，簡稱GPDM）。

它將是首個在小型航天器平臺上測試這種"二合一"推進(jìn)系統(tǒng)的太空任務(wù)。

如果任務(wù)成功，意義遠(yuǎn)超一項(xiàng)工程演示。

研究合著者、MIT航空航天系教授Paulo Lozano描繪了一幅相當(dāng)有想象力的圖景：未來的立方星可以借助電噴霧推進(jìn)器，慢慢地前往火星或小行星帶。

到達(dá)目的地附近后，再啟動化學(xué)推進(jìn)器進(jìn)行快速機(jī)動，去近距離觀察感興趣的特征。

也就是說，這種推進(jìn)系統(tǒng)讓原本只能在近地軌道徘徊的微小衛(wèi)星，第一次具備了真正深入太陽系內(nèi)部的可能性。

而立方星的成本只是傳統(tǒng)衛(wèi)星的幾十分之一甚至更低。

把這件事放到更長的時間尺度上看，意義還要更大一些。

過去十年間，立方星和微小衛(wèi)星已經(jīng)在通信、遙感、對地觀測等近地軌道任務(wù)中證明了自己的價(jià)值。但"深空"始終是它們觸不可及的邊界。

主要瓶頸不在傳感器，不在通信，不在算力，而恰恰在推進(jìn)。

MIT這項(xiàng)突破解決的正是這個瓶頸。一旦GPDM任務(wù)在軌驗(yàn)證成功，未來幾年我們將可能看到一類全新的航天器形態(tài)：成本極低、規(guī)模極小，但具備奔月、奔火、奔小行星帶的能力。

這會從根本上改變深空探測的經(jīng)濟(jì)學(xué)。

不再需要每次都用旗艦級大型探測器，可以同時派出十幾顆微小衛(wèi)星，分別探查不同目標(biāo)，承擔(dān)相對低成本的高風(fēng)險(xiǎn)任務(wù)。

當(dāng)然，從地面測試到深空任務(wù)之間，還有很長的工程化道路要走。電噴霧推進(jìn)器在長期太空環(huán)境下的穩(wěn)定性、ASCENT在不同溫度梯度下的表現(xiàn)、化學(xué)和電噴霧兩套系統(tǒng)在同一燃料管路中的兼容工程，每一項(xiàng)都需要在軌實(shí)測來驗(yàn)證。

但今天的成果至少說明，"小衛(wèi)星只能在近地軌道工作"這個長期假設(shè)，正在被技術(shù)革新撬動。