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)