離子推進是下一代深空探測的理想推進方式。在距離地球2.56億公里外的深空,一艘人類探測器成功點亮它的離子推進器,伴隨著淡藍色的火焰駛向地球。這就是日本的隼鳥2號小行星探測器。
隼鳥2號與2014年12月3日在日本種子島宇宙中心由三菱重工H2A火箭成功發射升空,開始向名為“龍宮”的小行星進發。經過了4年的跋涉,隼鳥2號抵達龍宮,並於2018年9月21日和10月3日分別釋放了三枚探測器。
與以往的小行星巡視器不同,隼鳥2號的探測器並非用輪子移動,而是像青蛙一樣使用跳躍的方式在小行星上移動。拿先行著陸的MINERVA-II-1的兩臺圓柱巡視器為例,其主要動力來源是內部飛輪產生的力矩,巡視器可以通過調整力矩的大小及方向控制巡視器的移動情況。
這兩枚18釐米寬7釐米高的探測器每次跳躍需要15分鐘,每次最高移動15米。
之所以使用這樣的運動方式,主要還是因為龍宮星的重力實在太過微弱,輪子轉動產生的震動可能就會讓探測器懸浮,以至於無法移動,還不如干脆就用跳的有效。
在次年2月22日,隼鳥2號成功著陸龍宮星。而在4月,恢復軌道的隼鳥2號向小行星投放了一枚金屬撞擊器,其在半空中引爆炸藥,將底部重約2公斤的銅板壓縮為一枚“炮彈”高速撞擊龍宮星,造成了一個10米寬的撞擊坑。為了保護本體免受傷害,在投放完撞擊器後,隼鳥2號本體拔腿就跑,只留一個DCMA3相機記錄爆破過程。
11月13日,隼鳥開始啟程返回地球,並在18日脫離龍宮星的引力,預計在2020年12月抵達地球並降落在澳洲。
隼鳥2號總共攜帶有16枚推進器,其中4枚為離子推進器,除去1枚備用推進器外,總共有3臺離子推進器在返航過程中投入工作。
與傳統化學推進器不同,離子推進器通過微波將氙氣轉化為等離子,並製造電壓讓離子噴出產生推力。不過由於推力微弱,隼鳥2號三臺發動機全開也只能獲得29.56毫牛的推力,按照地球重力加速度計算,推力約為2.8g。需要長時間運轉才能獲得足夠的速度。
可以說,離子推進是未來人類走向星辰大海所必不可少的發動機技術。中國也在2019年發射的靈鵲1A和實踐20號上搭載了等離子電推系統。
中科院科學家表示,離子推進系統對人類航天至關重要,未來飛船達到萬噸級別時,等離子發動機將佔到總品質的一半,噴射火焰將達到十萬公里,能照耀整個天空。
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那個配圖是真的嗎?已經接近小行星的時候不是應該減速入軌嗎?怎麼還在加速
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日本在太空方面不一定比中國差。實力強悍
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日本也很厲害,中國不要驕傲,要居安思危,負重前行
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說白了,等離子發動機,不需要攜帶非常大品質的燃料
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噴口這樣設定的嗎?加速的時候不會“跑偏”嗎?
日本已經實現小行星著陸又再飛了,這技術再太空已經遊刃有餘了。