ESA用离子推进器将 BepiColombo 飞行器送入水星轨道!

文章作者:bianji3 | 2018-12-07
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  帮助欧洲宇航局(ESA)将 BepiColombo 飞行器送入水星轨道的离子推进器,已经顺利迈出了在太空中进行首次测试的关键一步。

  11 月 20 日,史上发射到太空中最强大的太阳能电力推进系统的推进器,已经开始了它的工作。四组中的两个,已于上周日实施了首次航线演习。

  BepiColomo 任务从今年 10 月 20 日启动,其中两个由 ESA / JAXA 打造的轨道飞行器,目前正处于七年航行的初始阶段。


想象图:BepiColombo 掠过地球(ESA / ATG medialab)

  两个飞行器的总航行距离为 90 亿公里(56 亿英里),远超地球和火星的直线距离(1.49 亿英里 / 2.4 亿公里 )。

  在此行程中,BepiColombo 会多次借助行星的引力弹弓效应(九次飞掠地球、金星和水星),直到最终抵达太阳系中最小的行星 —— 水星的轨道。

  即便如此,仍不足以让 BepiColombo 提供必要的轨道机动速度。

  有鉴于此,ESA 还为搭载水星行星轨道飞行器(Mercury Planetary Orbiter)与水星磁层轨道飞行器(Mercury Magnetospheric Orbiter)的水星运输模块(Mercury Transfer Module -- 简称 MTM),配备了由英国 QinetiQ 联合 开发 的离子推进器。


BepiColombo 的高增益天线(ESA / BepiColombo / MTM)

  该推进器被称作 T6,是迄今为止最强大的离子推进器系统。即便如此,它仍是一种未经验证的新鲜事物。

  11 月 20 日,任务控制团队首次试探性地点燃了一台推进器,测试结果相当令人满意。

  三小时后,推进器被设定全力工作 5 小时,此时推力为 125mN 。

  尽管这点功率有些微不足道,但 T6 胜在能够长时间运作(4.5 kW 的考夫曼型)。

  与化学火箭不同,T6 离子推进器可以持续工作数天、甚至数周。

  每个推进器的直径为 22 厘米(8.7 英寸),使用氙气原子作为推进剂。

  由太阳能电池板供电的它,可以电离并加速氙气原子,让它们以 50 公里/秒(11.2 万英里 / 小时)的速度喷出。


ESA 的 Malargüe 追踪站(ESA / D. Pazos)

  作为测试的一部分,BepiColombo 在一周的时间内,依次对每台推进器进行了点火实验,并实时监测结果。

  ESA 表示,折现工作必须在其仍靠近地球时进行,那样 NASA 的地面追踪站才能对它保持不间断的监测。

  当推进器于本月晚些时候完全上线时,天线将指往不同的方向,并交由板载计算机进行自主控制。
  目前所有四个推进器都已经过点火测试,虽然导致轨道发生了轻微的偏离,但遥测表明仍在允许的 2% 误差以内。

  全面运行时,推进器将持续点火一周,然后暂停 8 小时,以便航天器实施导航修正。

  如果一切顺利,BepiColombo 将于 2025 年 12 月 5 日抵达水星轨道。

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