2019/04/22 08/24/02　　【丹佛斯变频器 www.dfsbp.com】ＳＥＰ技术的发展有可能提高太空运输效率，从而实现深空运输。

　　ＮＡＳＡ的太阳能电力推进项目正在开发一些关键技术，以扩展其雄心勃勃的新科学项目和探索任务的距离和能力。这种系统可将氙离子加速到英里／小时以上，并在一段时间内提供足够的力来移动货物并进行轨道转移。光束中离子的排气速度基于施加到光学器件的电压。两者都采用轻质结构和柔韧的毛毯材质技术，以保证其足够耐用，可在地球轨道上长时间运行或穿过恶劣的空间环境，例如范艾伦辐射带。太空系统ＬＯＲＡＬ和ＤＥＰＬＯＹＡＢＬＥ　ＳＰＡＣＥ　ＳＹＳＴＥＭＳ符合１２．５千瓦的ＲＯＳＡ标准，因此ＲＯＳＡ可以用于ＬＯＲＡＬ等商业卫星。通过星载太阳能电池阵列的电力供应，电动推进系统只需要使用比传统化学推进系统少１０倍的推进剂，减少燃料质量将能为飞行器提供强大的动力，能够推动飞行器和载人飞行任务远远超出低地球轨道——将深空探测航天器送往遥远的目的地，或者将货物运送到目的地星球及从目的地运回货物，为新的深空探索任务或重新补给已经开展的探索任务奠定基础。一个最近在国际空间站进行的ＲＯＳＡ飞行试验成功完成其科学目标，首次验证了ＲＯＳＡ的在轨测量结构动力学和发电性能。在离子推进器中，离子通过静电力加速。

　　霍尔推进器

　　ＳＥＰ项目将使用带有先进磁屏蔽的静电霍尔推进器（ＨＡＬＬ　ＴＨＲＵＳＴＥＲＳ），而不是使用传统化学推进剂的火箭发动机。商用航天器通过使用３０－５０ＫＷ级ＳＥＰ将变得更轻，ＦＡＬＣＯＮ　９运载火箭甚至可以同时发射两变频器维修枚这种卫星。该项目由ＮＡＳＡ太空技术任务理事会（ＳＴＭＤ）赞助，由美国宇航局格伦研究中心管理。虽然化学火箭的最高速度受到火箭喷嘴的热能力的限制，但离子推进器的最高速度受到施加到离子光学器件的电压的限制（理论上无限制）。格伦研究中心制造了测试引擎的核心电离室，ＡＥＲＯＪＥＴ　ＲＯＣＫＥＴＤＹＮＥ设计并制造了离子加速组件。

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　　使用ＮＥＸＴ－Ｃ动力前往火星的假想图

　　对商业航天工业的好处

　　通过使用ＳＥＰ，地球静止通信卫星（ＧＥＯＣＯＭＳＡＴＳ）每年平均可以产生５０００万至１．５亿美元的收入，其运行寿命将从７－８年提高到１２－１５年。

　　主要参考资料：

　　［１］　ＮＡＳＡ’Ｓ　ＥＶＯＬＵＴＩＯＮＡＲＹ　ＸＥＮＯＮ　ＴＨＲＵＳＴＥＲ–ＣＯＭＭＥＲＩＣＡＬ　（ＮＥＸＴ–Ｃ）

　　［２］　ＮＡＳＡ’Ｓ　ＤＥＶＥＬＯＰＩＮＧ　ＳＯＬＡＲ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　ＡＮＤ　ＰＲＯＰＵＬＳＩＯＮ　ＳＹＳＴＥＭＳ　ＦＯＲ　ＥＦＦＩＣＩＥＮＴ　ＴＲＡＶＥＬ　ＢＥＹＯＮＤ　ＬＯＷ　ＥＡＲＴＨ　ＯＲＢＩＴ

　　［３］　ＮＡＳＡ’Ｓ　ＨＡＬＬ　ＥＦＦＥＣＴ　ＴＨＲＵＳＴＥＲ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ

　　原文链接：

　　更多精彩　ＶＸ服务号：ＣＨＩＮＡＥＱＵＩＰ

　　高端装备产业研究中心

　　首都太阳谷咨询有限公司（高端装备产业研究中心）立足于国防军工行业，面向高端装备产业，致力于成为国内首选高端装备产业研究与市场调查咨询机构。太阳能电力推进（ＳＥＰ）项目就是其中之一。

　　正在进行调试的ＮＥＸＴ－Ｃ

　　化学火箭的最高速度受到火箭喷嘴的热能力的限制，但离子推进器的最高速度只受到施加到离子光学器件的电压的限制（理论上无限制）。面对将来，我们将始终围绕国防军工技术与装备领域开展精细化研究工作，为战略决策、项目管理、规划论证、技术探索、产品开发、型号研制、市场拓展、课题研究等提供整体咨询解决方案与智力支撑。每组孔都用作透镜，通过光学器件将离子电聚焦。实际应用时可以组合几个霍尔推进器来增加ＳＥＰ航天器的功率。

　　ＮＡＳＡ位于克利丹佛斯夫兰的格伦研究中心负责太阳能电力推进项目，并正准备进行系统级飞行演示。

　　太阳能电池阵列

　　ＳＥＰ项目需要开发大型、灵活、抗辐射的太阳能电池阵列，在这之前，ＮＡＳＡ准备先开发一些小巧、轻便、具有成本效益的设计方案。前两个航班将于２０１９年初上市。每组电极，称为离子光学器件或网格，包含数千个同轴孔径。由于离子是在高正区域产生的，加速器网格的电位是负的，离子被吸引向加速器栅格并通过孔聚焦在放电室外，产生数千个离子射流，所有离子射流聚集在一起形成离子束。与ＤＩＳＣＯＶＥＲＹ，ＮＥＷ　ＦＲＯＮＴＩＥＲＳ，ＭＡＲＳ　ＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮ和旗舰外行星探测任务的化学和其他电力推进技术相比，ＮＥＸＴ提供更大的交付有效载荷，更小的运载火箭尺寸和其他任务增强。

　　预计ＮＥＸＴ的强度是ＤＡＷＮ和ＤＥＥＰ　ＳＰＡＣＥ　１太空船上使用的ＮＳＴＡＲ的三倍。光束中离子的排气速度基于施加到光学器件的电压。

　　太阳能电动推进发动机的霍尔推进器

　　霍尔推进器将电子在磁场中捕获并利用它们将机载推进剂（一般为惰性气体氙）电离成等离子体的尾气羽流，从而加速航天器的前进。

　　◆　ＳＥＰ提供了极高的燃料经济性，它使深空飞行任务所需的推进剂数量减少了９０％。

　　ＭＥＧＡＦＬＥＸ太阳能电池阵列

　　ＳＥＰ项目与轨道ＡＴＫ航空航天部（现已被诺斯罗普格鲁门公司收购）和可部署空间系统公司合作，建造并测试了两种太阳能电池阵列设计：一种可以像风扇一样折叠（ＡＴＫ　ＭＥＧＡＦＬＥＸ），另一种可以像窗帘一样展开（ＤＳＳ　ＲＯＳＡ）。长期以来ＮＡＳＡ都在寻求一种经济高效的太空动力系统，以应用于其登陆月球和火星的任务，并且ＮＡＳＡ在不断探索新的方法，以缩短这些变革性技术的研发周期，以便可以在短时间内提高美国的太空实力，支持各种商业航天活动来保证ＮＡＳＡ的资金运转。光束中离子的排气速度基于施加到光学器件的电压。

　　其他重要事实

　　◆　ＳＥＰ可以使太空运输任务携带更多货物并使用较小的运载火箭，同时降低任务成本。在ＳＥＰ中，大型太阳能电池阵列将收集的太阳变频器维修 能转换为电能，这种能量被输送到这种特别节能的推进器中，在整个任务期间提供温和但不间断的推力。

　　◆　ＳＥＰ项目开发的太阳能电池阵列比现有的太阳能电池阵列更轻、更坚固、更紧凑、更便宜。随着高功率ＳＥＰ的引入，当更高功率的太阳能电池阵列和电力推进系统可用时，卫星制造商在其整个航天器队中采用这种动力的几率越来越大。

　　ＮＥＸＴ－Ｃ

　　ＮＡＳＡ的离子推进器使用双电极系统，其中上游电极（称为屏栅）充电为高电位，下游电极（称为加速栅）充电为低电位。

　　网格式离子推进器（ＮＥＸＴ－Ｃ）

　　ＮＡＳＡ的进化氙气推进器（ＮＥＸＴ）是一种网格式离子推进器。

　　使用ＳＥＰ动力的通信卫星概念图

　　给太空探索带来的好处

　　高功率ＳＥＰ是ＮＡＳＡ人类探索计划的基础，ＮＡＳＡ的该计划是将载有深空探测所需的大型货物，有效载荷和其他航天器元件移到行星际空间的低地球轨道上，并且建设可扩展的空间基础设施。

　　测试中的霍尔推进器

　　在２０１５年，ＮＡＳＡ研究人员成功测试了一个新的１２．５千瓦霍尔推进器，该推进器采用磁屏蔽，使其能够连续运行多年，这一性能对于深空探测任务非常重要。推力是上游离子和加速器格栅之间产生的力。

　　大功率ＳＥＰ的任务需要该项目开发一系列先进技术，包括大型轻型太阳能电池阵列、磁屏蔽离子推进推进器、以及高压电源处理单元。

　　太阳能阵列ＲＯＳＡ

　　两个阵列均实现了所有最先进的相关指标，包括四倍的辐射容限，１．７倍于单位质量的功率（ＫＷ／ＫＧ），四倍于存储体积效率和二十倍以上的展开强度。用于加速的电场由位于推进器下游端的电极产生。该太阳能电池阵列技术此后的商业用途包括搭载ＭＥＧＡＦＬＥＸ的天鹅号货运飞船前往国际空间站。虽然化学火箭的最高速度受到火箭喷嘴的热能力的限制，但离子推进器的最高速度受到施加到离子光学器件的电压的限制（理论上无限制）。这是因为６０％的大型通讯卫星的总质量通常与用于从地球静止转移轨道（ＧＴＯ）到地球静止轨道（ＧＥＯ）转移的双推进剂化学推进系统有关，即使是目前最大的商用航天器，使用ＳＥＰ也可以获得变频器维修 ３０－５０ＫＷ的机载功率，足以实现合理的ＧＴＯ－ＧＥＯ行程时间，因此可以实现额外的可创收有效载荷，以满足日益增长的卫星电视需求（目前卫星电视占所有卫星服务收入的比例超过９０％）。

　　◆　ＳＥＰ将使低地球轨道以外的太空发射任务成本大大降低

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