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电推进技术是当前国际航天领域研究的重要方向之一。离子发动机,即电火箭,是电推进技术的一种形式。其原理是通过将推进剂离子化并加速至高速喷出来实现推进。近年来,美国航宇局在离子发动机研制方面扮演了最活跃的角色,并开展了一项规模巨大的计划——“太阳电推进技术应用及准备计划”。该计划旨在验证如何利用离子推进技术将未来的探测器送入绕水星运行的轨道。
欧洲航天局也将电推进技术视为未来尖端技术之一。目前法国正在研制稳态等离子体推力器,而欧空局准备应用氙离子推力器。这些项目大多得到了政府和大公司资金支持。
俄罗斯也取得了实际应用稳定等离子体推力器的成果。日本则通过在轨测试验证了电弧加热式推力器在空间自由飞行器上的效果。
目前,国际上已经扩展到一些采用新型工作原理的其他类型电推方案,例如采用微加工工艺成型的微型离子器、采用等离子体气体聚变的推力器等。所有这些项目都得到了政府和大公司的资金支持。
此外,在核推进技术方面也有所突破。核推进火箭提供的最大速度增量可达到每秒22千米,能够缩短探测器到达月球的时间。而且使用核推进火箭可以大大减少探测任务所需时间。例如,使用传统航天器需要7年时间到达土星,而使用核推进火箭只需3年。
制造核动力火箭发动机所需的技术已经非常成熟。目前美国已经设计出一种小型核动力火箭发动机——微型核反应堆发动机,并预计在6至7年之内可以制造出来。美国航宇局表示,在月球探测技术方面主要致力于加速包括核能推进在内的新推进技术的研发工作。
为了满足月球探测任务多样性和姿态控制、轨道控制等高性能指标要求,先进航天国家早在20世纪80年代就开始发展航天器智能自主技术,并在自己的空间探测计划中加大了对智能自主技术的投入力度。欧空局较早就展开了在轨智能自主技术的研究。美国航宇局计划研发智能自主航天器,使深空探测器能够自主完成导航控制、数据处理、故障判断和部分重构与维修工作,从而减少对地面测控、通信等支持系统的依赖。俄罗斯和日本的航天研究机构也在自主技术方面进行了研发工作。印度宇航界也非常重视具有自主功能的软件开发。
先进航天国家对探测器智能自主技术的发展非常重视。他们通常按照“走一步、看一步、想一步”的三步曲进行发展,利用先进成熟技术解决当前问题,并同时开发试验下一步先进技术,同时考虑未来需求提前规划技术发展路径。
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