這款強大的離子引擎將撞向小行星,使它偏離軌道從而拯救地球

2020-11-23 騰訊網

人類目前正在與新型冠狀病毒作鬥爭，儘管它佔據了我們的大部分注意力，但其他威脅仍然存在。未來可能發生的小行星撞擊地球的真正威脅目前還處於次要地位，但它仍然存在。

雖然小行星撞擊現在看來是短暫的，但它是一個真正的威脅，而且與冠狀病毒不同，它有可能終結人類。美國宇航局和歐洲航天局等機構仍在制定保護我們免受這種威脅的計劃。

美國宇航局的DART（雙小行星重定向測試）任務將於2021年7月22日發射。這是一項演示任務，研究如何利用動能撞擊使小行星偏離軌道。它將前往名為65803 Didymos的雙小行星系統，這個雙小行星系統對地球沒有威脅。

其中較大的一顆小行星名為Didymos A，直徑約780米，而較小的一顆小行星名為Didymos B，直徑僅約160米。DART將會把自己撞向Didymos B，它的大小接近威脅地球的小行星的典型大小。

DART要在空間中經歷很長的旅程才能到達Didymos。在2021年7月發射後，它將在9月22日達到目標，屆時這個雙小行星將距離地球不到1100萬公裡。為了到達那裡，它將依靠一個強大的離子引擎，美國宇航局的漸進氙氣推進器(NEXT-C)。

該發動機有兩個主要部件：推進器和動力處理單元。NEXT-C正在為這次任務做準備，包括性能和環境方面的一系列測試。該推力器經過振動、熱真空和性能測試後與動力處理單元集成。它還經受了模擬的太空飛行條件：發射期間的極端振動和太空的極端寒冷。

NEXT-C是一個強大的引擎。它一點也不像火箭，需要巨大的推力才能把這東西從地球的引力中脫離出來。但在離子驅動方面，它是一個非常強大的東西。它的能量是美國宇航局「黎明」號和「深空一號」宇宙飛船上的NSTAR離子驅動器的三倍。NEXT-C可產生6.9 kW推力功率和236 MN推力。該發動機產生的總衝量是所有離子發動機中最高的：17 MN·s。

離子驅動不像火箭那樣燃燒燃料，儘管它們確實使用推進劑。典型的推進劑是氙，就像NEXT-C。NEXT-C離子發動機是一個雙柵極系統。氙被送入一個腔室，在那裡它遇到第一個柵極或上遊柵極。太陽能電池陣列提供電力，第一個電網是帶正電的。當氙離子通過上遊柵極時，它們帶正電。這將他們拉向第二個加速柵極，這是帶負電的。這就把它們推出了引擎，提供了推力。推力等於上遊柵極和加速柵極之間的力。

當DART到達Didymos雙小行星時，它將會有一些同伴。義大利航天局為此次任務提供了LICIA(義大利用於小行星成像的輕型立方體衛星)。LICIA是立方體衛星，在DART發生碰撞之前，它將與DART分離。它將捕捉碰撞的圖像和碰撞後噴射出的碎片，並將其傳回地球。

這次撞擊預計將改變Didymos B的軌道速度約0.5毫米/秒。這將極大地改變它的旋轉周期，使得地球上的望遠鏡能夠探測到它。它還將在表面留下一個約20米寬的隕石坑。

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