2020世界各国的航天成就层出不穷。而其中日本隼鸟2号,在距地球2亿公里外的龙官小行星采样并成功返回地球,以及中国嫦娥五号登月采样返回,人类时隔44年再次获取月球样品,同样受到全世界的关注。
如今隼鸟2号和嫦娥五号采集的珍贵样本,都已经通过各自的返回舱安全送回地球。而仍然留在太空的轨道器,也分别开始执行新的扩展任务。其中嫦娥五号轨道器将飞往150万公里之外的日地拉格朗日L1点,进行环绕飞行并开展探测试验。
而近日,日本隼鸟2号的三台离子发动机,也再次点火,正式开启新的探索任务。而这一次,隼鸟2号将跨越上百亿公里,前往一颗直径约30米,快速自转的小行星1998KY26(计划2031年7月抵达)。而在此之前,隼鸟2号还会在2026年7月先飞掠另一颗小行星2001 CC21。
而得益于4个高效的太阳能电离子推进器,以及隼鸟2号在之前的龙宫执行中,飞行姿态控制精准,节省了大量的燃料。因此启程时携带的66公斤氙气离子推进剂,还剩余30公斤。隼鸟2号就将利用这剩下的30公斤燃料,跨越100亿公里飞向小行星1998KY26,预计将耗时超过10年。
而隼鸟2号能完成如此时间跨度的探索活动,和其搭载的高效离子发动机是离不开的。隼鸟2号上一共搭载了4台离子发动机,但是一般只启动3台,留一台备用。当三台离子发动机同时启动时,可以产生28毫牛推力。
虽然这样的推力很小,在地球上都无法举起一颗鸡蛋。但是在真空无重力的太空环境中,这样的推力却能持续不断的给飞船加速,在几个月加速之后,可以将飞船加速到每秒几十公里的速度。
而另一个选择离子发动机最重要的原因,是它的消耗极少比冲极高,可超长时间连续工作,远超化学发动机。这也是为何隼鸟2号,仅仅消耗了携带的66公斤推进剂的一半,就完成了龙宫采样任务并返回地球。在6年的时间里,飞行超过50亿公里。同样剩下的30公斤氙气离子推进剂,就能让隼鸟2号完成100亿公里的旅程。
可以说离子发动机是人类未来实现深空探测的重要技术手段。中国当然也不会落后,由中国航天科技集团公司五院510所自主研制的中国首个卫星用200毫米离子电推进系统LIPS-200,其地面寿命及可靠性试验累计工作时间达到6000小时,开关机3000次,具备确保卫星在轨可靠运行15年的能力。还有502所研制的霍尔电推进系统。已经应用在我国多种卫星上。下一步,中国也将在小行星探测项目验证离子发动机技术,为将来中国的深空探测计划做准备。
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