“黎明号”(Dawn)深空航天器与高效离子引擎
这个故事很有意思。请看下图:

2007年,“黎明号”(Dawn)深空航天器(Spacecraft)起飞升空。它要飞到哪儿去呢?“黎明号”想要考察两个小行星:Vest(女灶星)与Ceres(谷神星)。女灶星与谷神星是很大的小行星,距离太阳很远,都在两个天文单位(AU)以上,比火星离太阳还要远。因此,“黎明号”要在太阳系里面不断爬升,克服太阳的引力,行程50亿公里,费时八年。多么漫长的旅途啊!
2011年7月,“黎明号”飞到了Vesta小行星,成为它的卫星。一年多来,“黎明号”发回地球许多关于女灶星Veata的重要信息。今年8月29日,美国航天局NASA又点燃了“黎明号”的离子引擎(尾部发出蓝绿色的光芒),开始缓慢地离开女灶星,飞往更远的谷神星Ceres,预计2015年初抵达。
“黎明号”体重1.3吨,与“好奇号”差不多。它有两块很大的太阳能电池板,发电功率约为1.3千瓦。实际上,离子引擎所产生的推力并不大,大约只有几公斤,但是,它却能够连续运行几个月而不停机,真够厉害!这是什么原因呢?假定离子引擎每天燃烧2公斤气体燃料(一般使用惰性气体Xenon),那么,每秒只能燃烧200毫克的燃料,将其变为高速离子喷射出去。容易算出,在耗电40瓦的前提下,燃料离子以每秒90公里(!)的速度喷射出去,产生向前的推力。我们想一想,每秒90公里的速度,这是一个什么概念?
至此,有人对离子引擎有了兴趣。当“黎明号”飞经火星时,火星人看见离子引擎发出的蓝绿色光芒还以为是飞碟(UFO)呢!将来的宇宙飞船肯定要用大功率离子推进器,拖着长长的蓝绿色尾巴,毫无声息地飞过天空(离子引擎没有声息)。人类创造了许多奇迹,可是,我们每天却要生活在污浊的空气里面,真叫人想不通啊!
说明:明天,我准备讲一下离子推进器(Ion thruster)的原理。
袁萌9月1日清晨