NASA的电动帆：第一项概念检查

在马歇尔太空飞行中心，测试是开发电动帆的项目的一部分，该帆是一种革命性的太空发动机，能够以最大速度将航天器运送到太阳系边缘并将其推出太阳圈。该测试将提供用于模拟Heliopause 静电快速运输系统（HERTS）设备本身的数据。

就像太阳帆一样，电动帆也利用太阳风的压力，而不是光子，而是质子。这有其优点。光子在5 AU的距离处已经不再提供必要的牵引力来自太阳，位于小行星带区域的某个地方，但质子则完全不同。即使在16-20甚至30 au的距离上，电帆仍会加速从阳光下！如果您相信这些计算，那么此时他将达到非常高的速度。例如，约100 AU的距离在更年期之前，木星的加速作用将在不到9.9年的时间内克服，或者在没有加速作用的11年内，它将克服旅行者1的速度三倍，而速度是太阳帆飞行器的两倍。


NASA工程师Bruce Wigmann负责开发。在他的手中是一条1毫米厚的铝电缆，它将由这样的电缆组成一个电帆，

该设备由一系列长而细的电缆组成，这些电缆带有高正电荷，并带有一个针对航天器运动的机载电子枪。来自电子枪的电子流为电缆充电，以便带正电的金属排斥太阳风的质子并接收动量。太阳以400至750 km / s的速度发射质子-所谓的快风和慢风。这个概念是由芬兰科学家Pekka Janhunen在2006年提出的。

NASA电帆将由10-20条铝缆组成，直径约1毫米，每条长度20公里。因此，帆形成一个直径为40公里的圆。处于起始位置后，设备将开始缓慢旋转（每小时大约旋转一圈），并且电缆本身将在离心力的作用下全长伸展。

之后，它将开始缓慢移动。距离1 AU根据太阳的估计推力约为0.150 mN。

HERTS电子帆的有效区域在1 AU的距离处约为600 km ²从太阳到5 au 增加到1200 km ²以上



现在，他们正在太阳模拟器高强度太阳环境测试（如下图所示）中进行测试，该测试可测量带正电电缆的太阳风中质子和电子的碰撞次数。工程师有意使用钢缆代替铝缆。尽管钢比铝更致密，但它是一种不锈钢材料，可以模拟太空中铝的不锈钢特性并允许进行更长的测试。



传感器测量带电电缆中质子的反射以及被其吸引的电子数量。需要此信息来制定设备上电子枪的规格。

NASA承认，目前，HERTS系统处于技术准备阶段。即使腔室内的测试结果，电缆部署系统的建模和验证成功，并且这些测试需要两年时间，但设计和制造电动帆仍需要大量工作。仅十年后，我们才看到这种发动机上的第一艘太空船。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN393001/