太阳能离子发动机.doc

太阳能离子发动机太阳能离子发动机与传统的化学燃料发动机不同，它可将太阳能转化为电能，再通过电能电离惰性气体原子，喷射出高速氙离子流，为探测器提供主要动力 太阳能离子发动机与化学燃料发动机相比有不少优势首先，它利用燃料的效率比普通化学燃料发动机高10 倍，因此新发动机所需燃料不多此外，这种发动机主要利用太阳能，因此在宇宙无重力状况下能够连续运转几年，而普通火箭发动机运转时，数以吨计的燃料几分钟便用完了 过去由于技术原因，离子发动机的动力不够强劲，只安装在一些卫星上作为辅助和备用，主要供卫星调整飞行姿态和轨道 “SMART-1”号上的太阳能离子发动机动力足够支持探测器长时间飞行，该发动机 2000个小时的连续正常运转表明，部分有关技术已经成熟格林尼治时间９月３日５时４２分２２秒(北京时间１３时４２分２２秒)，欧洲航天局“智能１号”探测器以７０００公里的时速、与月球表面几乎平行的１度角成功撞击月球，在月球表面砸出一个直径约为３至１０米的大坑，同时激起１０多公里厚的“尘埃” 这惊天一撞，预示着人类离朦胧的月球又前进了一大步成就一：近距离观察成就一：近距离观察 更了解月球更了解月球欧洲航天局９月３日公布的红外图像显示的是“智能１号”探测器击中月球时的情景（图像上方的白点）。

瞬间回放瞬间回放】】 9 月 3 日，欧洲航天局当天发表声明说：“确认撞击在格林尼治时间 5 时 42 分 22 秒完成，那时位于澳大利亚新诺舍的地面站突然失去了与这个航天器的无线电联络‘智能 1 号’在‘卓越湖’区域结束了它的旅程，撞击点具体位置是南纬 34.4 度、西经 46.2 度全球观测全球观测】 “智能 1 号”撞击月球表面时，进入角度大约为 1 度，速度大约为每秒 2 公里撞击时间和地点事先都经细致计划，为的是便于地面观测者通过望远镜观察撞击过程全球职业和业余天文学家这次均获良机目击撞击过程探月成果探月成果】 “智能 1 号”使用 X 射线分光计和红外线 ，帮助科学家第一次获得月球表面钙和镁等化学第一次获得月球表面钙和镁等化学元素的含量数据元素的含量数据，描绘出了月球元素和矿物分布元素和矿物分布的最详细地图智能 1 号”还观察了神秘的月球极点极点，并调查了未来值得探索的区域如果月球极点像一些科学家们所希望那样存在固态水的话，那么人类未来开发月球将拥有极端重要的生存条件此次测量还为有关月球生成月球生成和进化的理论收集了证据，大多数月球研究者认为，月球是在 45 亿年前由一个火星大小的小行星撞击地球后形成的。

但这一理论尚有诸多未明之处，例如月球大部分物质来自两个相撞星球中哪一个成就二：离子发动机证明可行成就二：离子发动机证明可行 航天动力突破航天动力突破【【动力原理动力原理】】 “智能 1 号”使用氙气燃料太阳能离子发动机太阳能离子发动机可将太阳能转化为电能，再通过电能电离惰性气体原子，从尾部喷射出高速氙离子流，从而为探测器提供动力，从外表看上去，“智能 1 号”喷出的是鬼火般的蓝色光实施过程实施过程】】 为了这一试验，欧洲科学家们让“智能 1 号”舍近求远，先进入地球同步轨道，随后点燃离子推进器，逐步扩大其环绕地球飞行的椭圆形轨道直至其被月球重力所“捕获”上述过程耗时 14 个月，航行 8400 万公里，而地球到月球的直线距离只有 38 万公里只消耗了大约 70 公斤燃料，大约为使用化学燃料发动机的传统航天器所需燃料的十分之一优势比较优势比较】】 与发射时震天动地的化学燃料发动机相比，离子发动机的威力看起来有点小得可笑，每次提供的能量相当于人拿起一张 A4 纸或者把一张明信片放在手掌上所需能量但是，化学发动机的燃料在几分钟内就会消耗完毕，而离子发动机能够持续几个月甚至几年不停地向航天器提供动力。

而且在太空无阻力环境下，在吸干氙气燃料前，离子发动机可以缓慢而持续地加速这特别适于远距离太空航行，执行这种任务时，耗时不是大问题，航天器有效载荷才是首要考虑点因而，早在“智能 1 号”按计划顺利撞击月球之前，科学家们已经在庆祝一项重要成就，即太阳能离子太阳能离子发动机试验成功发动机试验成功 虽然这并非人类首次在太空探险中使用离子发动机，首先使用这一技术的是美国航空和航天局“深空深空 1 号号”彗星探测器彗星探测器相关链接相关链接】】成就三：分享成果成就三：分享成果 施惠后来人施惠后来人【【 经验共享经验共享】】欧航局认为，“智能 1 号”是即将升空的一系列月球探测器的先驱今年 7 月，第八届国际月球探测与利用大会发表《北京宣言》，宣言中要求各国应从头至尾记录探月行动计划，并合作在太空和地面观测月球撞击，因此“我们将向其他人传递经验”智能 1 号”探险期间，欧洲航天局邀请其他多个国家准备对月球展开“撞击行动”的科学家加入其中，向他们提供经验，比如准备于 2008 年 10 月升空的美国航空航天局“LCROSS”探测器，这一探测器将分两次撞击月球南极，希望能找到那里有水和其他化合物的痕迹动力可鉴动力可鉴】】“智能 1 号”也是未来太空任务的先锋，“智能 1 号”运行总管奥克塔维奥·卡米诺－拉莫斯说，“我们已经显示离子发动机可行，”离子发动机将成为未来 10 年中欧洲航天局执行另两项太空探险任务时的选择，即探索水星的“BepiColombo”探测器和近距离环绕太阳飞行的“SolarOrbiter”探测器。

预计于 2013年发射的“BepiColombo”探测器将先使用传统推动装置迅速冲出地球轨道，然后再用离子发动机推动奔向目标由于离子发动机持续不断推动，整个航行时间将比不使用这种发动机缩短一半同时，这一推进技术还可用于建造飞往月球的大型货运航天器，以在月球建立首个永久性基地，或者用于首次载人火星飞行通讯传感通讯传感】】 “智能 1 号”的创新还包括一套全新通讯系统、新一代太阳能电池板和一套传感和扫描设备这套传感和扫描设备简直是“小型化技术的奇迹”，7 件设备总重量只有 19 公斤其中的分光计将直接使印度太空探险活动受益，印度计划于 2007 年或 2008 年开始的 Chandrayaan－1 无人探月飞行计划将使用这种设备成本低廉成本低廉】】“智能 1 号”还有一项无法估量的影响，即重新点燃了人们探索月球奥秘的热情，其中部分原因在于“智能 1 号”探险相对低廉的成本，它的造价只有 1.1 亿欧元（约 1.4 亿美元）就欧洲航天局的项目来说，就欧洲航天局的项目来说，‘智能智能 1 号号’代表了一个巨大成功，从技术和科学角度看，都有非常好的代表了一个巨大成功，从技术和科学角度看，都有非常好的投资回报，投资回报，”欧洲航天局科学主管戴维欧洲航天局科学主管戴维·索思伍德说，索思伍德说，“看来，从现在起，地球上的每个人都将计划前往月看来，从现在起，地球上的每个人都将计划前往月球了，进一步的科学探险行动将从这个小航天器的技术和操控经验中受益良多，同时球了，进一步的科学探险行动将从这个小航天器的技术和操控经验中受益良多，同时‘智能智能 1 号号’收集的科收集的科学数据已经在帮助我们更新对月球的现有认识。

学数据已经在帮助我们更新对月球的现有认识相关链接相关链接】】探究探究“始作俑者始作俑者”欧洲首个月球探测器“智能 1 号”的英文名叫“SMART－1”，是“用于先进技术研究的小型任务 1 号”的缩写探测器全部由低成本、小型化的尖端技术部件构成，智能 1 号全扫描造价约 1.1 亿欧元（约合 1.4 亿美元） ————————体貌————————重约 370 公斤，体积约 1 立方米，相当于一个洗衣机大小两个太阳能电池板伸展开后长约 14 米———————主要装备———————装备了高清晰度微型摄像机、红外线及 X 射线分光计等最新探测设备，这些设备从月球轨道拍摄并传回了月球表面的 2 万多张图像，清晰程度前所未有————————任务————————探测月球表面化学元素，了解月球的构成；拍摄迄今最详细的月球地理图，以期破解 45 亿年前月球形成的奥秘；在月球表面寻找冰冻水的证据，为人类是否要在月球建立永久基地提供各种数据资料———————行程—————————2003 年 9 月 27 日由欧洲阿丽亚娜－5 型火箭搭载从法属圭亚那的库鲁航天发射中心升空经过近 14 个月的飞行，探测器于 2004 年 11 月 15 日进入月球“大门”，即太空中月球引力作用大于地球引力作用的边界位置，此后探测器不断调整位置并逐渐进入预定月球观测轨道。

2006年 9 月 3 日，探测器按计划撞击月球回眸：人类的探月之路回眸：人类的探月之路——————人类的探月之路—————■1957 年发射第一颗人造卫星并于 1961 年把加加林送上近地轨道之后，人类开始闯入太空并着手探测月球■从 20 世纪 50 年代末到 70 年代初，共向月球发射了 32 个探测器，这些神秘的月球神秘的月球探测器或逼近或登陆月球，取得了丰硕的成果■1969 年 7 月，“阿波罗 11 号”飞船实现了人类登月之梦，在月球探测中取得最辉煌的成果■从 20 世纪 50 年代末到 70 年代初，向月球发射了 21 个探测装置■1986 年提出重返月球、建立月球基地的设想，并在 1994 年和 1998 年分别发射了两个探测器1998 年 1 月发射的以绘制月球表面地形图、分析月球地质结构和寻找月球存在冰或水证据等为目的“月球勘探者”号探测器，于1999 年 7 月完成使命■2006 年 4 月提出一项撞击月球南极的计划，希望能成功找到月球存在水的证据，以利未来宇航员登陆月球并建立长期基地■计划于 2008 年 10 月发射的“月球环形山观测与感知卫星”来撞击月球■对欧洲来说，继第一个月球探测器“智能 1 号”圆满完成使命后，欧洲还计划未来让宇航员登陆月球并分阶段建立月球基地。

■目前，中国、俄罗斯、印度和日本等都提出了自己的探月计划月球有湖泊？月球表面月球北极月球南撞击只用数秒 激起大量月球尘埃地面拍摄到撞月后的闪光欧洲航天局昨天宣布，格林尼治时间昨天 5 时 42 分 22 秒(北京时间昨天 13 时 42 分 22 秒)，欧洲第一个月球探测器“智能 1 号”按预定计划击中月球表面击中击中““卓越湖卓越湖””区域区域欧洲航天局提供的电视画面显示，当撞击成功的消息得到确认时，位于德国达姆施塔特的控制中心大厅内爆发出热烈的掌声欧航局探测器项目负责人卡米诺说，“智能 1 号”按计划击中了月球的“卓越湖”区域，“我们着陆了”欧洲航天局随后宣布，位于美国夏威夷的一个观测站已拍摄到“智能 1 号”撞击月球后发出的“明亮闪光”突然与地面失去联系突然与地面失去联系欧洲航天局德国控制室的一名科学家描述了探测器“智能 1 号”撞击月球时的情形突然我们失去了探测器的信号，我们能知道的是撞击的确发生了戴特里夫·科斯切尼在一个远程会议上对记者们说该会议由“行星协会”组织科斯切尼称撞击在预定时间的数秒钟内发生撞击发生在北京时间昨天下午 13 点 42 分控制室与探测器失去联系暗示着撞击已经发生。

月球表面被撞出大坑月球表面被撞出大坑欧洲航天局估计，撞地的地点在月球的西经 46.2 度、南纬 34.4 度欧洲航天局随后将公布更多的关于这次撞击月球行动的信息据欧洲宇航局专家推算，“智能 1 号”在月球表面撞出一个直径约为 3 米至 10 米的大坑欧洲宇航局官员称，“智能 1 号”是准时撞击月球表面，激起了大量的月球尘埃，接下来科学家将通过分析尘埃成分来解释月球起源未现未现““打水漂打水漂””现象现象欧洲宇航局表示，目前没有观察到撞击过程出现“水漂”现象此前曾有天文学家称，这次撞击将成为人类历史上最大的“打水漂”游戏，因为“智能一号”将以大约 1 度的角度斜切撞向月球表面的“卓越湖”陨坑，科学家希望它在月球表面弹跳起至少一次，这一过程就像扔出的瓦片在水面上不停跳过一样。