據(jù)美國宇航局網(wǎng)站報(bào)道，該部門研發(fā)的一種新型離子推進(jìn)器已連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5年半，創(chuàng)造了一項(xiàng)新的世界紀(jì)錄。它的測試時(shí)間是所有太空推進(jìn)系統(tǒng)驗(yàn)證計(jì)劃中最長的，已經(jīng)達(dá)到了進(jìn)入宇宙試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的價(jià)值在于可以消耗極少的工質(zhì)長期持續(xù)的在宇宙中提供推動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離宇航，也可用于長期在軌工作的衛(wèi)星進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。據(jù)悉，中國在去年12月升空的“實(shí)踐9號(hào)”衛(wèi)星上也測試了類似的動(dòng)力裝置。
 

美宇航局NEXT火箭發(fā)動(dòng)機(jī)已連續(xù)進(jìn)行5年半連續(xù)工作測試
 
NASA離子推進(jìn)器創(chuàng)持續(xù)工作時(shí)間新紀(jì)錄
 
據(jù)國外媒體報(bào)道，美國宇航局的先進(jìn)離子推進(jìn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5年半之久，就此創(chuàng)造一項(xiàng)新的世界紀(jì)錄。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)是迄今為止所有太空推進(jìn)系統(tǒng)驗(yàn)證計(jì)劃中測試時(shí)間最長的。它是一種太陽能電動(dòng)推進(jìn)器，可應(yīng)用于一系列科學(xué)研究領(lǐng)域，其中就包括深空探索任務(wù)。
 
目前，美國宇航局正在克利夫蘭的格倫研究中心實(shí)施進(jìn)化氙氣推進(jìn)器計(jì)劃(以下簡稱NEXT)，研制這種推進(jìn)器便是其中的一部分。NEXT計(jì)劃旨在研制新一代電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)，包括功率處理、推進(jìn)劑管理和其他組件。憑借連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)超過4.8萬個(gè)小時(shí)，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)創(chuàng)造了一項(xiàng)新紀(jì)錄。不久后，這項(xiàng)已經(jīng)持續(xù)數(shù)年的測試便將畫上一個(gè)句號(hào)。
 
NEXT項(xiàng)目首席研究員邁克爾-帕特森表示：“我們將在這個(gè)月底主動(dòng)終止這項(xiàng)測試。這臺(tái)推進(jìn)器一直滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，壽命和性能已經(jīng)超出了所有預(yù)想中的科學(xué)任務(wù)的要求。”這種高效發(fā)動(dòng)機(jī)是進(jìn)行深空探索任務(wù)的完美之選。它是一種太陽能電動(dòng)推進(jìn)器，利用航天器的太陽能電池板產(chǎn)生的電量加速氙推進(jìn)劑，速度可達(dá)到每小時(shí)9萬英里(約合每小時(shí)14萬公里)。這種推進(jìn)方式的效能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的化學(xué)燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。
 

離子發(fā)動(dòng)機(jī)噴口，其推力不足一張紙的重量
 
在格倫研究中心的一個(gè)真空測試室進(jìn)行的耐久性測試過程中，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)消耗了大約870公斤氙推進(jìn)劑。這一數(shù)量聽起來似乎很多，但所產(chǎn)生的總沖量卻相當(dāng)于1萬多公斤常規(guī)火箭推進(jìn)劑。這臺(tái)接受測試的發(fā)動(dòng)機(jī)的核心電離室在格倫研究中心制造，離子加速總成由加利福尼亞州的航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)-洛克達(dá)因公司設(shè)計(jì)制造。
 
洛克達(dá)因公司高級(jí)太空計(jì)劃部門副總裁朱利-范-科萊克表示：“美國宇航局研制了新一代大功率大陽能電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)，將提高我們國家未來實(shí)施科學(xué)研究和人類太空探索任務(wù)的能力?！庇詈骄值男⌒行翘剿饔?jì)劃也將采用這種推進(jìn)系統(tǒng)。這項(xiàng)計(jì)劃旨在搜尋對地球構(gòu)成潛在威脅的小行星，捕獲其中威脅最大的小行星或者改變其飛行軌道。
 
什么是“離子推進(jìn)器”
 
利用原子的猛烈撞擊，使原子外層的電子外脫離原子核飛出來，成為帶電的離子，用高壓電場將這些離子加速到每小時(shí)15萬公里的速度，高速離子流從噴口噴出，推動(dòng)火箭前進(jìn)。這也是一種小功率的火箭，它的壽命很長，可以在10年以上的時(shí)間內(nèi)連續(xù)提供小推力。先用大功率的化學(xué)火箭將飛行器送入環(huán)繞地球的軌道，然后用這種小推力火箭去執(zhí)行各種特殊任務(wù)。一個(gè)16噸的飛船，在離子火箭的推動(dòng)下，不斷加速，只需三年便可到達(dá)土星。美國從1964年7月研制這種火箭，第一臺(tái)離子火箭推力僅為0.3牛。前蘇聯(lián)也從1966年10月開始進(jìn)行試驗(yàn)。在今后的宇宙航行中，這種小推力火箭將發(fā)揮重要作用。
 

1967年研制成功的離子電火箭目前是各國爭相研制的新型動(dòng)力
 
離子電火箭是一種高比沖(高噴氣速度)、長壽命的新型高效衛(wèi)星或飛船用發(fā)動(dòng)機(jī)，美國1998年發(fā)射升空的“深空一號(hào)”電火箭工作時(shí)，是將經(jīng)過電場數(shù)周甚至數(shù)月加速后的離子，以每小時(shí)10.46萬公里的速度噴射出去的力量反推前進(jìn)。盡管粒子產(chǎn)生的推力僅相當(dāng)于一頁紙的重量，但是在太空微重力環(huán)境下，一點(diǎn)點(diǎn)力就可以發(fā)揮相當(dāng)大的作用：連續(xù)不斷的推動(dòng)使“深空一號(hào)”的時(shí)速每天提高25至32公里，連續(xù)300天增加推力就可將時(shí)速提高到9700公里。
 
中國的離子火箭2015年投入正式實(shí)用
 
我國首顆民用新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“實(shí)踐九號(hào)”的A星搭載510所自主研制的離子電推進(jìn)系統(tǒng)，率先于2012年11月7日9時(shí)10分和12時(shí)28分成功進(jìn)行了兩次在軌點(diǎn)火試驗(yàn)，各穩(wěn)定工作3分鐘、4分鐘，實(shí)現(xiàn)了我國首臺(tái)離子電火箭在軌工作?！敖?jīng)測算，系統(tǒng)性能完全滿足推力40兆牛、比沖3000秒、束流發(fā)散角15度、工作壽命10000至15000小時(shí)的指標(biāo)要求，達(dá)到了國際先進(jìn)水平?！庇诎裁裥π?，“成功的那一刻，突然而至的喜悅和長時(shí)間緊張后的如釋重負(fù)交織在一起，我們的一名設(shè)計(jì)師流出了鼻血，自己都沒發(fā)覺?！?br> 

中國電推進(jìn)試驗(yàn)設(shè)備
 
“實(shí)踐九號(hào)”在軌的3年間，510所離子電火箭將完成200次既定點(diǎn)火任務(wù)和拓展試驗(yàn)，為長壽命、高可靠離子電推進(jìn)系統(tǒng)的研制積累經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。“這次驗(yàn)證的是離子電推進(jìn)的最小組成系統(tǒng)(干重約140千克)。中心是離子電火箭，電源處理單元和推進(jìn)劑貯供子系統(tǒng)分別為它供電、供氣，控制單元負(fù)責(zé)控制協(xié)調(diào)系統(tǒng)工作，接受和記錄地面指令和遙測指令，另外還有供電轉(zhuǎn)接盒?！睆?zhí)炱礁嬖V記者，國外從預(yù)研成功到首次空間飛行試驗(yàn)的周期大約是8到10年，而510所只用了4年半。
 
“國家和所里在離子電火箭試驗(yàn)設(shè)備上的投入已有一兩億?！畬?shí)踐九號(hào)’上，集中搭載了‘八五’、‘九五’、‘十五’期間的預(yù)研成果，對效果進(jìn)行演示驗(yàn)證，下一步將投入應(yīng)用?！庇诎裁駥Υ顺錆M期待。王潤福透露，“到2015年，510所離子電火箭有望正式進(jìn)入型號(hào)應(yīng)用”。
 
在我國航天計(jì)劃中，我國的新一代同步地球軌道衛(wèi)星位置保持、近地小行星探測、全電推進(jìn)衛(wèi)星、重力場測量衛(wèi)星，甚而是火星以遠(yuǎn)的深空探測中，510所的離子電推進(jìn)系統(tǒng)將大有可為。“我國2020年前后要建成空間站，有別于俄羅斯‘和平號(hào)’等大型空間站，如果采用離子電火箭，每年2噸左右的推進(jìn)劑將降至200公斤，大大降低了貨運(yùn)飛船補(bǔ)給任務(wù)?！睆垈ノ恼f。510所于2010年率先承擔(dān)了我國第一顆電推進(jìn)衛(wèi)星型號(hào)任務(wù)，在“東方紅三B”衛(wèi)星平臺(tái)上用離子電火箭完成南北位保(位置保持)使命，并進(jìn)入初樣鑒定產(chǎn)品研制階段；在深空探測飛行器型號(hào)論證中，經(jīng)反復(fù)比對論證，我國小行星探測總體單位也于今年3月決定使用它承擔(dān)深空探測主推進(jìn)任務(wù)。
 
“我國首次小行星探測航天器方案中，擬探測3顆近地小行星。航天器首先飛掠第一顆并拍照，接著靠近、環(huán)繞第二顆，離開后飛向第三顆并著陸，進(jìn)行近距離觀測和載荷的在線分析?！睆?zhí)炱酵嘎丁?/p>