火箭升空，烈焰喷涌，轰鸣震天。要把卫星送入太空，需要巨大的推力。大型火箭携带的燃料及相关储罐，重量十分可观。可一旦进入太空，情况就不同了。帮助卫星一次次调整轨道的，可能只是一瓶气体。这瓶气体，可能就是梅塞尔提供的高纯氙气（Xenon）或氪气（Krypton）。一瓶气体，究竟如何推动卫星？

上了天，卫星也会“跑偏”

卫星进入预定轨道后，并不意味着就能一直沿着原来的轨道运行。受到太阳、月球引力等因素的影响，卫星的运行轨道可能逐渐发生偏移，因此需要适时进行轨道调整。这时候，离子推进器就派上了用场。

与传统依靠燃料燃烧产生推力的推进器不同，离子推进器利用电能，将少量气体电离成带电粒子，再使这些粒子以极高的速度喷射出去，速度最高可达约40万公里/小时。借助由此产生的反作用力，卫星便能够调整轨道。

离子推进器的体积可以非常小。例如，一颗重达1吨的卫星，所使用的离子推进器本身可能只有约1.5公斤。

而且，它不需要一直工作。根据任务需要，推进器可以短时间启动，完成轨道调整后再关闭。这样，卫星携带的有限气体就能支持其长期运行。

为什么偏偏是氙和氪？

氙和氪都属于稀有气体，化学性质稳定，不容易与其他物质发生反应，因此适合作为卫星离子推进器的推进剂。

早期的一些电推进技术曾尝试使用金属作为推进剂，但需要先将金属加热，使其汽化。而氙和氪在常温下本身就是气体，省去了这一步。

那么，氙和氪有什么区别？氙的原子质量更大，在一定的工作条件下，有利于推进器实现较高的推进效率。氪则具有成本优势。它在空气中的含量高于氙，相对更容易获取，价格也通常更低。不过，两种气体在空气中的含量都极其有限。平均每1000万份空气中，氙不足1份，氪也只有约10份。

随着电推进技术的发展，氪也开始应用于卫星推进。例如，SpaceX的星链（Starlink）卫星就曾使用氪作为推进剂。

无论选择氙还是氪，要让它们真正用于卫星推进，还有一个重要前提：气体必须足够纯净。

99.999%，还不够？

针对卫星离子推进器的应用需求，梅塞尔提供 Xenon 5.0（氙气）和 Krypton 5.0（氪气），纯度均达到99.999%。五个“9”，听起来已经非常纯净。但剩下的0.001%，同样不能忽视。

即使只有极少量的氧气或其他含氧杂质，也可能影响推进器的工作效率。而且，不同类型的推进器，对微量杂质的要求也有所不同。因此，气体的纯度只是其中一项指标。要满足具体推进器的应用要求，还必须对杂质的种类和含量进行严格控制。

从气体提纯到最终质量检测，梅塞尔需要针对这些特殊要求，对相关环节进行严格管理。某些杂质控制要求，甚至比普通5.0级高纯气体更加严格。

从空气中“找”出一瓶高纯气体

氙和氪，其实都来自我们每天呼吸的空气。只是它们的含量极低，要从大量空气中提取出这些稀有气体，需要经过复杂的分离过程。

梅塞尔在亚洲、欧洲和美洲运营着多套空气分离装置，为不同地区的气体供应提供支持。

不过，从空气中分离出氙和氪，还只是第一步。接下来，还需要进一步提纯，去除残留的氧、氮、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和水分等杂质。

气体足够纯净了，是不是就可以直接装进钢瓶？还不行。因为除了气体本身，盛装气体的钢瓶也必须足够洁净。如果钢瓶内壁残留水分、微小颗粒或油脂，就可能影响气体纯度，让前面的提纯工作大打折扣。

为此，梅塞尔选用高品质不锈钢钢瓶，并对钢瓶内壁进行电解抛光处理，以减少水分附着。充装前，还需要使用高纯氮气吹扫钢瓶，去除可能残留的杂质。随后，通过专业检测设备检查钢瓶内是否存在微小颗粒，并确认颗粒的数量和大小符合要求。

钢瓶阀门也需要仔细检查，确保没有油脂残留。只有通过相关检查的钢瓶，才能进入充装环节。钢瓶及相关部件的信息也会被完整记录。

装好了，就可以出发了吗？

还差最后一道检查。气体充装完成后，梅塞尔还会对成品进行最终检测，通过专业分析设备确认杂质含量，并将检测结果记录在质量证书中。

不同型号的离子推进器，对气体的要求并不完全相同。因此，除了标准产品，梅塞尔还可以根据客户的具体需求，提供定制化气体解决方案及相关技术文件，并通过直接沟通和技术咨询，确认气体符合实际应用要求。

从空气，到太空

从空气中含量极低的氙和氪，到最终进入卫星推进器的一瓶高纯气体，中间需要经历分离、提纯、杂质控制、钢瓶处理、充装和最终检测等多个环节。每一步，都关系到这瓶气体能否满足太空推进的严格要求。而这些环节，也串联起梅塞尔从气体生产、提纯、质量控制到定制化供应的相关技术与服务。

火箭以巨大的推力将卫星送入太空。此后漫长的运行过程中，一瓶经过严格质量控制的高纯气体，可以帮助卫星一次次调整轨道。

从空气，到太空。一瓶气体的旅程，远比想象中更长。

128年来，梅塞尔作为全球最大的私营工业、医用、电子及特种气体专家，始终坚守安全、以客户与员工为核心、承担社会责任、推动可持续发展，并以信任与尊重为基石。凭借“气体创彩生活“的品牌理念以及众多的专利气体应用，梅塞尔正在为环境与气候保护、脱碳进程及创新发展提供强劲动力。