隼鳥2號離子發動機再點火,剩餘30公斤燃料,花10年飛向下一目標

2021-01-12 科技也有料

2020世界各國的航天成就層出不窮。而其中日本隼鳥2號，在距地球2億公裡外的龍官小行星採樣並成功返回地球，以及中國嫦娥五號登月採樣返回，人類時隔44年再次獲取月球樣品，同樣受到全世界的關注。

嫦娥五號分解圖

如今隼鳥2號和嫦娥五號採集的珍貴樣本，都已經通過各自的返回艙安全送回地球。而仍然留在太空的軌道器，也分別開始執行新的擴展任務。其中嫦娥五號軌道器將飛往150萬公裡之外的日地拉格朗日L1點，進行環繞飛行並開展探測試驗。

而近日，日本隼鳥2號的三臺離子發動機，也再次點火，正式開啟新的探索任務。而這一次，隼鳥2號將跨越上百億公裡，前往一顆直徑約30米，快速自轉的小行星1998KY26（計劃2031年7月抵達）。而在此之前，隼鳥2號還會在2026年7月先飛掠另一顆小行星2001 CC21。

而得益於4個高效的太陽能電離子推進器，以及隼鳥2號在之前的龍宮執行中，飛行姿態控制精準，節省了大量的燃料。因此啟程時攜帶的66公斤氙氣離子推進劑，還剩餘30公斤。隼鳥2號就將利用這剩下的30公斤燃料，跨越100億公裡飛向小行星1998KY26，預計將耗時超過10年。

而隼鳥2號能完成如此時間跨度的探索活動，和其搭載的高效離子發動機是離不開的。隼鳥2號上一共搭載了4臺離子發動機，但是一般只啟動3臺，留一臺備用。當三臺離子發動機同時啟動時，可以產生28毫牛推力。雖然這樣的推力很小，在地球上都無法舉起一顆雞蛋。但是在真空無重力的太空環境中，這樣的推力卻能持續不斷地給飛船加速，在幾個月加速之後，可以將飛船加速到每秒幾十公裡的速度。

「隼鳥 2 號」的離子發動機

而另一個選擇離子發動機最重要的原因，是它的消耗極少比衝極高，可超長時間連續工作，遠超化學發動機。這也是為何隼鳥2號，僅僅消耗了攜帶的66公斤推進劑的一半，就完成了龍宮採樣任務並返回地球。在6年的時間裡，飛行超過50億公裡。同樣剩下的30公斤氙氣離子推進劑，就能讓隼鳥2號完成100億公裡的旅程。

可以說離子發動機是人類未來實現深空探測的重要技術手段。中國當然也不會落後，由中國航天科技集團公司五院510所自主研製的中國首個衛星用200毫米離子電推進系統LIPS-200，其地面壽命及可靠性試驗累計工作時間達到6000小時，開關機3000次，具備確保衛星在軌可靠運行15年的能力。還有502所研製的霍爾電推進系統。已經應用在我國多種衛星上。下一步，中國也將在小行星探測項目驗證離子發動機技術，為將來中國的深空探測計劃做準備。

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