Gi meg Jesus // Jarle Waldemar
解释离子推进器在火箭上的空间探索优势的最简单方法是用简单的“乌龟和野兔”风格来比较它们:两者中的速度越快 - 在这种情况下,火箭 - 并不总是赢得比赛。
美国宇航局太空推进技术计划的高级技术专家迈克尔帕特森告诉他说:“野兔是一个化学推进系统,你可以在这里发射主发动机30分钟或一小时,然后执行大部分任务。” 逆 。 “在电动推进的情况下,它就像乌龟一样,你在最初的航天器速度上走得很慢,但是你持续推进很长时间 - 数千小时 - 然后航天器最终获得一个非常大的速度增量“。
离子推进器将用于欧洲航天局(ESA)对水星的任务。 BepiColombo(也许是迄今为止最英国的探空飞船)将于2017年发射,由金星在2019年和2020年飞行,并在2024年被水星的引力捕获。
该航天器将使用专门设计的T6离子推进器,这将允许ESA在近七年的任务期间研究我们银河系最内层的行星。来自ESA的两个轨道飞行器和由BepiColombo部署的日本航天局(JAXA)也将能够分析一个地球年的地球表面。
如果没有离子推进器技术,这种长途旅行的后勤工作是不可能的,Patterson多年来一直在开发NASA的Deep Space 1 Dawn任务的设计工程师,以及NASA进化氙推进器(NEXT)推进系统的主要研究员。他说,该技术提供了更高的燃油效率,能够执行更长的任务(如BepiColombo承担的任务),以及成本较低的禁飞程序。他说,目前,火箭质量的50%用于化学推进剂。
“使用典型的火箭推进器你只需要花费一半的运载火箭(质量)就可以将推进剂放在太空中,以便能够推动你想要推向下一个位置的任何东西,”帕特森说。 “通过消除航天器上的化学推进系统并投入电力推进,你可以将这个数字大幅减少到整体质量的10%,15%或20%。”
网格式静电离子推进器,如T6,利用氙气作为推进剂。 ESA推进工程师Neil Wallace在一份新闻稿中表示,假设“推进剂的质量相同”,T6推进器甚至可以加速到“传统化学推进器的15倍”。
当然,提供具有成本效益的发射火箭的方法一直是SpaceX的重点,因为Elon Musk创立的公司最近证明它可以重复利用火箭并将它们降落在海洋中的无人机上。
然而,帕特森指出,离子推进对于太空探索燃料成本来说是一个福音,已经以“冰川”的速度发展。
“美国宇航局和欧洲航天局的技术应用率相当低,”他说。 “如果我们谈论消费电子产品,在概念和应用之间,需要9到12个月。下一代离子推进系统正在取代我本月15年前制造和测试的发动机;我们谈论的是它最早在2021年发生的应用。“
本周,美国国家航空航天局向总部位于加利福尼亚州的Aerojet Rocketdyne公司提供了价值6700万美元,为期36个月的合同,用于开发太阳能离子发动机,这可能比BepiColombo上的高效燃料动力离子发动机延长任务寿命。
目前,T6离子推进器为EAS的BepiColombo之旅提供动力,以及来自太阳能电动和化学推进剂推进器的一些帮助,将足以驾驭航天器进行整个七年任务,而过去的科学家已经拥有依靠使用行星引力的弹弓方法 - 火星人 样式。
EAS的任务正在快速接近,该机构刚刚完成了对新T6推进器的测试,这些推进器本周是T5的大兄弟。帕特森表示,美国宇航局还将在20世纪20年代实施几项基于离子推进器的任务。
帕特森表示,美国宇航局已经对所有“相对容易”的物体进行了轨道监视,并进行了化学推进,但它需要离子系统才能达到更高价值的目标,例如更小,更远的卫星和更小轨道的小行星。离子推进器的稳定校正能力。
“现在,你正在进入更有趣的科学,比如进入土星或木星或火星卫星的轨道,并进行有趣的科学研究,在那里有可能在其他地方测试生命,”帕特森说。 “这些是科学上的高价值目标,但从推进的角度来看,它们真的很难做到。”