深空一号采用多项创新技术

【美国《时代》周刊１０月１２日一期文章】题：以离子为动力飞行
公众对美国航天局迄今计划飞向宇宙深处的最大胆的航天活动了解甚少。
此项计划的目标是一颗围绕太阳运行、距离地球１.９亿公里、代号为１９９
２ＫＤ的小行星。但是拜访这颗小行星几乎是这艘宇宙飞船此次飞行中附带执
行的一项任务。尽管这艘飞船看上去与航天局发射的其他许多无人驾驶探测飞
船毫无二致，但它将由一台电子大脑导航，并将由技术幻想家们久已设想的离
子推进发动机为动力系统飞越太空。
如果一切能按计划进行，定于本月晚些时候发射的深空一号将成为新一代
宇宙飞船的先驱。尽管飞行规划人员希望能对目标小行星进行一些令人感兴趣
的观察──包括小行星的构成及其表面结构，但是深空一号的主要任务是验证
一系列新技术。由于航天局历来认为这些新技术风险太大，因而不敢在重要的
航天计划中使用。喷气推进实验室深空一号总工程师马克·赖曼说：“我们将
在深空一号上使用一种未经检验的推进系统，这个系统由未经检验的太阳天线
阵提供动力，并由一种未经检验的导航系统控制。”
这艘宇宙飞船非常引人注目的一点，就是它如何在广袤的宇宙中从一个区
域到达另一个区域。深空一号在由普通火箭发射升空以后，推动其穿越太空的
发动机把电子射入氙气的原子中，把每个原子剥去一个电子，从而使原子带电
──使其离子化。离子通过电场被加速，再由推进器以每小时１０.４６万公
里的速度发射出来。尽管能达到这样的速度，但是粒子产生的推力极小，几乎
只相当于一张纸的重量。
但是，连续不断的推动能使深空一号的时速每天提高２５至３２公里。赖
曼说：“按照这个速度增加，每３天就能提高９７公里。如果连续３００天增
加推力，就能把时速提高到９７００公里。我把这个过程称为‘需要耐心的加
速度’。”
这种耐心将会获得报偿。深空一号将只携带８２公斤氙气燃料，大约是常
规宇宙飞船所需燃料的１／１０。推进器和其他设备所需的电力由一种新型太
阳能电池板生产。电池板上带有７２０面镜片，把阳光聚集到太阳能电池中。
深空一号的导航系统也是一项创新技术。飞船通过扫描星体和小行星，将
知道自己所在的确切位置，甚至有可能在飞往小行星的过程中自行完成机动动
作。深空一号预定要在１９９２ＫＤ上空１０公里飞过，还能把飞行高度降低
到５公里。
赖曼说，深空一号采用的离子推进和自行导航“如同让一辆汽车从洛杉矶
自行驶往华盛顿，并到达预定的停车地点。”依此类推，这辆汽车能开往其他
城市吗？当然可以。如果不出问题，深空一号将有足够的燃料和导航能力于２
００１年１月飞往威尔逊—哈林顿彗星，并将于２００１年晚些时候飞往博雷
利彗星。