北京时间11月5日11时15分,随着第一次近月制动准确实施,中国首位“月亮使者”成功与月球“牵手”。据中国国家宇航局公布的消息,“嫦娥一号”已成功被月球引力捕获,进入周期12小时、近月点210公里、远月点8600公里的月球极轨椭圆轨道。至此,承载着亿万中国人梦想与牵挂的“嫦娥一号”卫星,已经在太空中飞行了约280个小时,路程累计近200万公里。那么,如此遥远的飞行使用的是什么动力?
航天器使用什么燃料
在“嫦娥一号”奔月旅途中,速度最快的是在卫星刚进入地月轨道时,发动机加速,瞬间速度可达每秒10.58公里;而在到达地球和月球间的引力平衡点时,速度最慢,仅为每秒230米,当时距月球约6万公里。“嫦娥一号”卫星副总指挥龙江说,在变轨开始时,第一步是将卫星的头部由对向太阳转到要开始加速或减速的方向;第二步是进行发动机点火,给卫星一个加速度或反方向的制动,达到变轨的目的;第三步是将卫星转变为原来的对太阳定向姿态。这三个步骤都比较复杂,尤其是5日上午的近月点制动,直接关系到“嫦娥一号”的成败,如制动不足,卫星会飞离月球,与月球的再次交会将极为困难;而制动量过大,就会撞向月球。
许多媒体都谈到“嫦娥一号”卫星的多次变轨,但对在变轨时所用的发动机和燃料却很少涉及。一般来说,卫星在变轨时的动力是由太阳能电池、同位素电池(利用放射性同位素在衰变时释放巨大能量的原理制作)或卫星自身携带的化学燃料提供的。“嫦娥一号”选择了第三种,即自身携带了1200公斤的燃料。
“嫦娥”还是用传统燃料作推进剂,虽然只绕月1年,但却携带了1200公斤燃料。欧洲航天局2003年9月27日升空的“智能1号”,在太空中飞行了3年,航行8400万公里,只消耗了大约70公斤燃料。他们使用的是一种太阳能电池,仅消耗传统航天器所需燃料的1/10。“智能1号”将太阳能转化为电能,再通过电能电离惰性气体原子,从尾部喷出高速氙离子流,从而为探测器提供动力。
而携常规燃料,势必增加航天器的负荷,影响其使用寿命。随着人类不断走向深空,需要有—种功率合适、重量轻、寿命长、成本低,安全可靠的空间能源。
科学家探索“超时空动力”
还记得美国著名科幻电影《星际迷航》里,那艘能以超光速航行的宇宙飞船“企业”号吗?借助两部“曲速”引擎的动力,“企业”号成功突破了光速限制,以令人不可思议的速度穿越各个星际……人们不禁会思考——超光速旅行可能吗? |