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NASA新型离子发动机为太空任务做好准备
2011-04-20
    [据美国太空团体网站2011年4月15日报道]  美国行星科学学会在近期的《十年行星科学的愿景与航程(2013年至2022年)》报告中对以下任务进行了分析与推荐:探测近地小行星的小型机器人勘测器;将原始的彗星表面样本带回地球的机器人航天器;携带科学仪器飞向天王星的机器人探测器。这些任务的共同点是它们都可以利用具备特殊性能与超长寿命的先进离子发动机。该型发动机由NASA格伦研究中心研发。

此型被称作NASA渐进型氙推进器(NEXT)的离子发动机是新一代离子发动机,现在正为驶向“灶神星”和“谷神星”的“拂晓”号航天器提供推力。经过持续的努力,NASA近期完成了一系列NEXT离子发动机试验,以模拟多项任务的要求。NASA在2005年6月进行了一项发动机寿命演示验证,最近又在电推进试验中完成了两个里程碑。

原先的离子发动机的最长运行时间为5000小时,NEXT的运行时间已经大大超过了这个时间,达到35500多小时(4年多)。此外,氙推进剂可产生超过600千克的推力,相当于原来需求的两倍。这两个指标是实现长久太空科学探索任务的基础。

发动机的长寿命可使任务设计者削减所需的发动机数量,而建造一个更简单的离子推进系统,从而提供更多科学有效载荷能力以及更高的可靠性。

NASA格伦研究中心的工程师预测,该型发动机研发工作还将会持续至少两年时间,以扩展离子推进系统能力以及提供更多的任务机会。传统的化学推进系统一般是点火加速持续几分钟后即关闭,而离子发动机可以持续运行几年的时间,不断地为航天器加速。通过长时间提供恒定的小推力,发动机可使航天器的速度达到1000千米/小时,而其使用的推进剂量还不到传统化学火箭的十分之一。这种效率可使航天器能够到达太阳系中更远的科学目标。由此可见,长期的运行演示对于此项技术验证至关重要。

NEXT计划是一项由格伦研究中心领导的技术与工程联合研发项目,旨在开发新一代电推进系统。该系统包括动力处理、推进剂管理和其它部件。航空喷气公司(Aerojet)已成功为飞行准备设计开发了格伦NEXT发动机技术方案。NEXT团队的其它成员包括NASA喷气动力实验室与L-3通信电子技术公司。NEXT计划已被选入“太空中推进技术项目”。该项目由NASA科学任务部管理,由格伦研究中心执行。 (中国航天工程咨询中心  张贤明  陈菲)

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