美国宇航局的新型太阳能电力离子推进引擎

下一代离子推进器最近在美国宇航局格伦研究中心实现了长时间运行4.6万小时的测试里程碑。图片来源:美国宇航局格伦研究中心，俄亥俄州克利夫兰

在未来的某个时候，我们能把一颗小行星拉出天空，让它在稳定的轨道上运行，并对它进行探索吗?

我们可能看到的更多的是直接从科幻电影中看到的东西，但当我们凝视着NASA新离子推进引擎内氙气体组成的凉爽的蓝亚博老虎机网登录色辉光时;亚博老虎机网登录科幻小说似乎正在变成现实。

美国宇航局的新型太阳能电力推进引擎

这项技术是美国国家航空航天局小行星回收计划的一部分，其任务是用机器人牵引离地球较近的小行星，并将它们稳定在我们可以探索的轨道内。

这仍然是一个未经批准的计划(总统在FY14预算中提出)，这个概念真的非常壮观，对于一个太阳能技术爱好者来说，这是一个非常有趣的关于太阳能电力推进系统的动力的见解。

这项技术只能在太空中使用;高阵列太阳能电池从太阳的能量，并利用它产生的能源，地球同步宇宙飞船。

在克利夫兰的格伦研究中心接受美国宇航局的迈克尔·帕特森采访时，他将航天器上太阳能电力推进的力学原理描述为:“从太阳获取能量并将其转化为推力，这是通过太阳能电池板实现的，太阳能电池板可以将光子转化为电流，然后将能量提供给推进器。”

比较用于太空旅行的太阳能技术和我们在地球上使用的太阳能技术，在开发和生产太阳能技术的复杂性方面有很大的不同。

太阳能电力推进系统的艺术家概念。图片来源:分析力学协会

迈克尔·帕特森(格伦研究中心)说，“太阳能电力推进的一个缺点是，你必须使用太阳能电池板，而太阳能电池板的制造和飞行成本昂贵，尽管，另一方面，现在你在航天器上有了这些阵列，一旦你完成了对推进系统的操作它就可以用于航天器来操作有效载荷这对地球同步通信卫星来说是一个很好的结合。

他进一步指出，太空中使用的太阳能技术和阵列相当复杂。它们是相对高效的电池，其中许多都是以非常复杂的方式实现的。例如;在深空一号任务中，我们在电池上方放置了一个聚光透镜，以增加单位面积的光子通量，从而增加电池的发电量。”

我发现有趣的是,尽管成本和需求高,也许整体效率可能大于成本,而且,如果你有数组以恒定角太阳,然后大量能源的潜力是有使用来自经济利益,帕特森状态;“可以让你乘坐更小的运载火箭，大大节省成本(可能是)减少运载火箭的级别，或者可以让你把更多的有效载荷放入宇宙飞船，从而产生收入。”

至于这种技术的生产需要什么，以及太阳能电池的成分是什么，帕特森说，因为它们是“砷化镓太阳能电池(带有)阵列，效率很高;它们的辐射硬化了，阵列连接在一起，以一个合适的太阳角度指向。”

展望未来，利用小行星和探索它们的潜力还在酝酿中，但这个概念将涉及使用太阳能电力推进技术(关于可能能够发展和理解人类在地球轨道以外的太空探索的要求)。

Michael Patterson (Glenn研究中心)讨论的概念是;“一个高功率太阳能电力推进系统，具有很高的场效率，将从一个非常大的运载火箭上发射，然后能够有足够的能量去捕捉穿越地球的小行星——套索它，并将其恢复到地球和月球之间的稳定轨道上(这需要大量的能量，而唯一可行的方法就是太阳能电力推进)。所以不存在真正的能量限制，因为我们不断地从太阳获得能量(而不是储存在化学火箭的化学键中)。

太阳能电力推进技术作为一个概念用于人类太空探索，是一种真正的学习途径，不仅是关于小行星，而且是关于探索我们将如何处理超出我们轨道的太空探索。

当然，高需求和高成本混合在一起，而且技术(必须)非常复杂。尽管如此，从长期来看，使用这种推进方式的太空旅行可能会让我们迈出太空旅行的下一步。