國外電火箭發(fā)展現(xiàn)狀

【專家解說】：　　離子發(fā)動機，也就是通常所說的“電火箭”，其原理也并不復雜，推進劑被電離成粒子，在電磁場中加速，高速噴出。從發(fā)展趨勢來看，美國的研究范圍幾乎覆蓋了所有類型的電推力器，但以離子發(fā)動機的研制為主，美國航宇局在其中扮演了最活躍的角色。最近它有一項規(guī)模很大的計劃，即“太陽電推進技術(shù)應用及準備計劃”。1998年10月美國航宇局發(fā)射的空間探測器“深空”1號率先實現(xiàn)了以離子發(fā)動機系統(tǒng)為主推進，這標志著電推進的應用進入了一個嶄新階段?！吧羁铡?號在離子推進系統(tǒng)工作期間，其自主導航儀能夠根據(jù)太陽電池陣產(chǎn)生電能的模型和器載設備功耗的情況，選擇推力器的節(jié)流級，調(diào)節(jié)推力大小。在一般情況下，彈道機動和中途修正也由離子推進系統(tǒng)來執(zhí)行。 　　歐空局已經(jīng)將電推進作為未來十大尖端技術(shù)之一。目前法國正在研制穩(wěn)態(tài)等離子體推力器，歐空局準備應用氙離子推力器。歐空局向月球發(fā)射SMART－1探測器的目的之一就是驗證如何利用離子推進技術(shù)把未來的探測器送入繞水星運行的軌道。 　　俄羅斯的穩(wěn)態(tài)等離子體推力器得到了實際應用。日本的電弧加熱式推力器已在空間自由飛行器上通過在軌測試。 　　目前，國際電推進研究對象還擴展到了一些采用新的工作原理的推進方案，如采用微加工工藝成型的微型離子器、采用等離子體氣體聚變的推力器等。而所有這些項目大多得到了政府和大公司的資金支持。 　　國際上核推進技術(shù)的研發(fā)也已嶄露頭角。核推進火箭提供的最大速度增量可達到每秒22千米，可以大大縮短探測器到達月球的時間。運用核推進火箭，探測器到達土星的飛行時間只需要3年，而傳統(tǒng)航天器則要花費7年的時間。核推進火箭非常安全而且有利于環(huán)保，這一點與人們平時的想象相反，因為發(fā)射核火箭時，放射性并不強。載有核助推器的空間探測器可作為普通化學火箭頭部的有效載荷被發(fā)射出去，當有效載荷進入地球高軌道(即大約800千米以上)時，核反應堆開始工作。 　　制造核動力火箭發(fā)動機所需的技術(shù)并非遙不可及。目前美國已經(jīng)設計出一種小型核動力火箭發(fā)動機，稱為微型核反應堆發(fā)動機，大約還要6～7年可制造出來。美國航宇局最近表示，它近期在月球探測技術(shù)方面想做的主要是加速包括核能推進在內(nèi)的新推進技術(shù)的研發(fā)工作。在美國航宇局2003財年預算草案中，有4650萬美元用于核推進研究；有7900萬美元用于航天器核反應堆研制。 　　在月球探測中，縮短到達月球的時間，使觀測衛(wèi)星能以較少的推進劑攜帶更多的觀測儀器等要求，都會使電推進、核推進等高效推進技術(shù)成為最重要的技術(shù)而得以更快地發(fā)展。 　　高效能源變換技術(shù)將朝著小型、輕便太陽電池方向發(fā)展。在傳輸技術(shù)方面，未來將開發(fā)微波或激光能源傳輸技術(shù)，包括從衛(wèi)星到月球探測器，從月球上的能源站到月球探測器等的能源傳輸。 　　由于傳統(tǒng)控制技術(shù)越來越難以滿足航天器月球探測任務多樣性和姿態(tài)控制、軌道控制的高性能指標要求，先進航天國家早在20世紀80年代就著手發(fā)展航天器智能自主技術(shù)，并在自己的空間探測計劃中逐漸增大了對智能自主技術(shù)的投入力度。 　　歐空局較早就展開了在軌智能自主技術(shù)的研究。美國航宇局“新盛世”計劃把智能自主技術(shù)放在首位，旨在研制自主航天器，使深空探測器能自主完成導航控制、數(shù)據(jù)處理、故障判斷和部分重構(gòu)與維修工作，從而大大減少對地面測控、通信等支持系統(tǒng)的依賴。俄羅斯和日本的航天研究機構(gòu)，在自主技術(shù)方面也都開展了研發(fā)工作。印度宇航界也非常重視具有自主功能的軟件的開發(fā)。 　　先進航天國家在“戰(zhàn)略規(guī)劃→研究開發(fā)→型號應用”各個層次都非常重視探測器智能自主技術(shù)。他們往往按照“走一步、看一步、想一步”的三步曲進行發(fā)展，即利用先進成熟技術(shù)做當前之事，與此同時大力開發(fā)試驗下一步先進技術(shù)，同時還要想到更遠的需求以便提早作技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃。