发光的蓝色
12月,一艘小型巴士大小的航天器底部将有两块圆盘开始发出蓝色光芒。这些发光的蓝色圆盘就是太阳能电动推进器,它们将把贝皮科伦坡号任务送往水星。
贝皮科伦坡号是欧洲空间局(ESA)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的合作任务,于2018年10月20日从欧洲的库鲁航天中心发射升空,计划于2025年12月抵达水星。该航天器使用了独特的太阳能电动推进器。
“这些电动机的工作原理是通过电离氙气,然后在一个电场中加速氙气,并以非常高的速度将其排出。离开发动机时,氙离子会通过释放光子来损失能量,从而产生标志性的蓝色辉光,”贝皮科伦坡号副航天器运行经理Christoph Steiger在邮件中表示。将氙原子加速远离航天器会产生一个大小相等、方向相反的推力,从而使航天器向前移动。
12月中旬,贝皮科伦坡号将开始其首次“电推进弧”,这是一个由发光的蓝色推进器持续推进的时期。在贝皮科伦坡号从地球抵达水星的七年时间里,该航天器将经历22次这样的推进弧。
“这些推进器产生的力非常小(我们计划让一个推进器最多产生125毫牛顿的推力,这大约是托起一张纸的力),所以你必须让它们长时间工作才能对轨迹产生预期效果,”Steiger补充道。“它们的优点是效率高(化学推进可以产生更大的推力,但你需要更多的燃料,因此航天器重量也更大)。”
飞向水星
为了冗余,贝皮科伦坡号有四个推进器,但一次只能启动一个或两个,Steiger说。该系统是有史以来在太空中飞行过的最强大的电推进系统,并且对于确保航天器抵达水星至关重要,据一份声明称。
除了向前推进航天器,这个独特的系统还将执行一系列制动机动来减速。计划是减慢航天器的速度,并让它部分地落入几个行星的引力井中,以帮助它在最后接近时失去动量。在航天器进入水星轨道之前,将总共进行一次地球飞掠、两次金星飞掠和六次水星飞掠。
贝皮科伦坡号包含三个主要组成部分,将使其能够全面研究水星。首先是水星转移模块(MTM),由ESA建造,用于推进。
“推进系统将水星转移模块两条长15米的太阳能电池板产生的电力转化为推力,”ESA电推进工程师Neil Wallace在该声明中表示。
贝皮科伦坡号的第二个主要组成部分是水星行星轨道器(MPO),由ESA建造,将部署到水星上,研究其表面、内部结构、成分、外逸层和磁场。第三个主要组成部分是水星磁层轨道器(MMO),由JAXA建造,用于研究水星的磁场、波以及行星周围空间中的粒子。














