2.5亿公里外，隼鸟2号再次启动一设备，或测试星际飞行技术
璀璨科学2019-12-03 16:28
本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。
大家好，我是璀璨的猩猩
小行星，对我们地球这些大星球不会造成太大的影响。即使一般的小行星与地球这些行星发生碰撞，也只是在地面留下一个撞击坑，但是对于地球生命来说，这些是致命的威胁。所以，我们人类时刻关注着小行星的情况。除了在地球上使用天文望远镜对它们进行观测、追踪以外，我们还发射了一些探测器前去对这些小行星抵近观测，甚至从小行星表面取样返回地球进行研究。
最近的一次探访小行星，应该是“隼鸟2号”探测器了。日本航天航空研发机构（JAXA）在2014年发射了“隼鸟2号”（Hayabusa-2）小行星探测器，前去对一颗名为“龙宫”（Ryugu）的小行星进行观测。在今年，“隼鸟2号”探测器先后多次从龙宫小行星上面获取了一些样本，现在这一个探测器正在返回地球的路上。
据科学报告的资料显示，在当地时间2019年11月12日，隼鸟2号探测器就带着“龙宫”小行星样本，从距离地球大约2.5亿公里外，开始了返回地球之旅。由于这些小行星样本对于我们研究太阳系起源、生命起源有很大的帮助，所以科学家正在等待隼鸟2号探测器的归来。
虽然隼鸟2号探测器已经在返回地球的路上，但是并不意味着，它的任务已经完成，相反，在归途中，它还将会展开一些测试。据日本的科学报告显示，他们对隼鸟2号探测器的离子引擎的进行了测试，在这一次测试中没有什么问题。意味着，回程路上，离子发动机运行的准备工作已经完成。按照计划，隼鸟2号探测器将会在2019年12月3日开启离子发动机用于长途航行。
从名字来看，离子发动机似乎与我们传统的化学燃料推进的发动机不大一样，看起来更加高大上。这一种离子引擎的大致原理是先将气态粒子电离，然后使用强磁场将这些粒子进行加速后喷射出去，利用喷射粒子带来的反作用力为飞行器提供一个推力。虽然粒子引擎和传统的化学燃料推进器看起来异曲同工，都是利用反作用力，但是存在本质的区别。粒子引擎本质上应该是一种电推技术，只是将其运用到空间飞行中，主要的特点就是比冲高、效率高、推力小。
虽然离子引擎的推力相对较小，但是离子引擎的效率比常规化学燃料发动机高出大约10倍，意味着离子引擎所需的燃料少得多，再加上离子引擎尺寸一般都较小，可以减少飞行器的体重。只要离子引擎能够保持长时间运行，即使是微小的推力，最终也能够将飞行器加速到比较高的速度，但是消耗的燃料相对较小。早在1998年，美国发射的“深空1号”彗星探测器就首次应用了离子引擎。这一个离子引擎仅携带了81.5公斤氙推进剂，即可飞行20个月。
进入21世纪，越来越多航天器都应用到了这样的离子电推系统。在2001年欧洲航天局的SMART-1探月计划、2003年日本的隼鸟探测器、2012年我国发射的首颗民用新技术试验卫星“实践9号”、2014年日本隼鸟2号小行星探测器等，都应用到这一项推进技术。从使用频率来看，越来越多飞行器都应用到这一项技术，从运行时间来看，运转时间也越来越长，其中2013年9月，在美国NASA的进化氙推进器（NEXT）项目中，离子发动机运行时间超过48000小时。
一般来说，我们的飞行器在飞行时，主要使用化学燃料作为推进剂，但是这样的推进剂存在一些不足之处，所以限制了我们的飞行速度、航程。从旅行者1号、旅行者2号探测器的飞行情况就可以看得出，这样的推进系统，不利于我们人类进行星际飞行，毕竟飞到太阳系内的其他行星，动则需要多年的飞行时间。
随着离子引擎越来越成熟，运转时间越来越长，未来，我们在星际飞行中可能会运用到这一项技术为飞行器加速。即使离子引擎推力相对较弱，但是只要源源不断输出推力，即可将飞行器加速到更高的速度。不过，这一项技术还存在一些难题，比如说由于需要电能来驱动，所以一旦飞行器在进行星际飞行，远离太阳时，所获得的太阳能没法支撑飞行器继续加速。所以，如果真的考虑星际飞行，还需寻找新的动力转化为电能，或许核动力会是一个比较理想的动力来源。
举报/反馈
0
0
收藏
分享
