贝皮科伦坡号现在启动了离子推进器

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探测离子推进器

贝皮科伦坡号是欧洲航天局和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)联合发射的一艘前往水星的航天器,现在它的推进器在飞行中第一次启动。

周日,贝皮科伦坡号利用四个电力推进器中的两个进行了首次成功的操纵。经过一周多的测试,每台推进器都经过了细致的测试,这架无畏的探索者向太阳系最深处的行星又迈进了一步。

贝皮科伦坡号于2018年10月20日离开地球,在进入太空的最初几天和在轨调试的最初几周后,它的水星转移模块(MTM)现在正在加速高科技离子推进器。

这是有史以来最强大和高性能的电力推进系统,这些蓝色的电动推进器直到现在才在太空中测试过。

正是这些发光的能量包将推动两个科学轨道飞行器——水星行星轨道飞行器和水星磁层轨道飞行器——进行为期7年的巡航,前往太阳系内最少被探索的行星。

“电力推进技术是非常新颖和非常精密的,”埃尔莎·蒙塔尼翁(Elsa Montagnon)解释说,她是贝皮科伦坡的航天器运营经理。

“这意味着贝皮科伦坡号的四个推进器必须在发射后进行彻底检查,逐一缓慢启动,并密切监测它们的功能和对飞船的影响。”

测试是在一个独特的窗口内进行的,在这个窗口内,贝皮科伦坡号一直处于地面天线和航天器与控制它的人之间的通信的连续视图中。

这是唯一一次详细检查航天器这一基本部件功能的机会,因为当常规点火在12月中旬开始时,航天器的位置将意味着它的天线不会指向地球,使任务控制的操作人员更不容易看到它。

第一个火

11月20日,世界标准时间11点33分(欧洲中部时间12点33分),贝皮科伦坡号的第一个推进器以75毫牛顿(毫牛顿)的力进入推力模式。这是贝皮科伦坡第一次在太空中开火。

三小时后,新唤醒的推进器真正完成了任务控制中心的指令,全速前进,达到1.25亿千瓦——相当于在海平面上保持一节AAA电池。

这听起来可能不多,但这个推进器现在正在以计划在任务期间使用的最大推力工作。

在贝皮科伦坡转换回正常模式之前,推力模式维持了5个小时。整个过程中,欧洲航天局位于阿根廷的Malargüe天线一直在与这艘正在发光的蓝色宇宙飞船进行通信——这是推进器在燃烧氙推进剂时产生的等离子体的颜色。

接下来的几天里,其他三个推进器都重复了这些步骤,对贝皮科伦坡的总体轨道只有很小的影响。

观测到的微小影响使飞行动力学小组得以精确地评估推进器的性能:对前两次点火的分析显示,航天器的性能在其预期值的2%以内。对最后两次开火的分析正在进行中。

“看到推进器在太空中首次工作是一个激动人心的时刻,也是一个巨大的解脱。贝皮科伦坡号为期7年的水星之旅将包括22个离子推力弧线——我们绝对需要健康且性能良好的推进器来完成这次长途旅行,”欧洲航天局运营主管保罗·费里解释道。

“每个推进器的燃烧弧将持续长达两个月的时间,与传统的高能化学燃烧持续数分钟或数小时的情况相比,使用较少的燃料提供相同的加速度。”

在每次长时间的燃烧过程中,发动机每周会暂停8小时,以便地面在安静的动态条件下进行导航测量。

第一个常规的电力推进推力弧将于12月中旬开始,引导贝皮科伦坡在其行星际轨道上运行,并优化其轨道,以便于2020年4月飞越地球。

贝皮科伦坡号总行程约90亿公里,将飞越地球、金星和水星9次,环绕太阳18圈。

到2025年底,转移模块的工作将完成:它将分离,使两个科学轨道飞行器被水星的引力捕获,研究行星和它的环境,以及它与太阳风的相互作用,从互补的轨道。

“我们信任火箭,他们没有让我们失望。我们现在正用电动交通工具前往水星。”欧洲航天局科学主任Günther Hasinger总结道。

“这让我们朝着解开太阳系最深处神秘行星的秘密,以及最终解开太阳系形成之谜又迈进了重要一步。”

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