文章讲述了NASA的Dart(双甾体重定向试验)飞行任务，这项任务将在2021年7月22日发射，目的是研究如何利用动能撞击来使小行星偏转。并介绍了该任务所依靠的离子发动机和概述了这项任务的要点。

 

 

近几个月来，新冠病毒的肆虐给人类文明带来了巨大的挑战，然而，其他威胁却不会因此而消失。这其中之一就是小行星可能会撞击地球。

 

 

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小行星撞地球听起来似乎很遥远，可是其结果却能造成人类文明的毁灭。许多机构，例如NASA和欧洲航天局已经在研究如何能让我们的地球免受小行星的威胁了。

 

 

NASA的DART（双甾体重定向试验）将在2021年7月22日启动。DART是一个为了研究如何在小行星撞击地球之前改变其轨道的演示任务。DART将会驶向一个并不会威胁到地球的微型双小行星系统狄迪莫斯（Didymos）。此双星系统中较大的一颗 狄迪莫斯 A 的直径大约为780米，小一些的 狄迪莫斯 B 的直径只有大约160米。DART将直接撞上 狄迪莫斯B，因为其尺寸与一个可能会威胁到地球的小行星相当。

 

图解：狄迪莫斯双小行星系统的模拟图像。

 

DART 将在2021年7月发射升空，并且将在9月22日到达目的地，也就是当这个双星系统在距地球1100万千米远的时候。为了能完成这个任务，DART拥有一个非常强大的离子推进器叫做NEXT-C（NASA进化氙推进器-商用）。

 

此引擎主要有两大部分组成：一个推进器以及一个能量处理装置。NEXT-C在开始其任务前还需要通过一系列性能方面与环境方面的测试。推进器在与能量处理装置组装之前就已经通过了振动、热真空与性能测试。测试还包括了模拟太空飞行时的极端环境：起飞时巨大的振动以及太空中极低的温度。

 

 

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图解：推进器中的能量处理装置在成功通过测试之后在另一个真空室被移除了。

 

NEXT-C是一个非常强力的引擎，且完全不似我们平常所说的火箭，火箭需要巨大的推进力才能克服地球重力。而离子推进器却比火箭要高效得多。且NEXT-C在众多离子推进器中也是佼佼者，它所释放的能量是NSTAR（NATAR是NASA的黎明号与深空一号所使用的离子推进器）的三倍。

 

NEXT-C可产出6900瓦的推进功率与236毫牛顿的推进力。NEXT-C产出了所有离子推进器中最高的总冲量：1700万牛每秒，且其比冲量为4190秒，而前面所提到过的NSTAR只有3120秒。（比冲量代表着某引擎的推进剂使用效率）

 

离子推进器不像火箭一样燃烧燃料，但他们同样也需要推进剂，最典型的推进剂就是氙，比如在NEXT-C中所使用的就是氙。

 

 

氙气首先被装入一个储存间，且将在这与第一个网格接触。太阳能板将太阳能转化为电能且使第一网格带正电。随着氙离子慢慢通过第一网格，它们也将携带正电荷，而这将使它们朝着带负电的第二网格移动。最终它们将被推出引擎，从而提供推进力，这个推进力就等于氙离子与第二网格之间的力。

 

 

图解：NEXT-C在真空环境下测试。

 

当DART到达双星系统之时，来自意大利太空署的LICIA将会伴随着它。LICIA由六个立方卫星组成，它们将在DART撞上狄迪莫斯B之前脱离DART，随后拍摄撞击与撞击中所产生的飞溅残骸影像并传回地球。

 

科学家预计，这样的撞击将以每秒钟半毫米的速度改变狄迪莫斯B的轨道速度，而改变的旋转周期也将大到可以被地基望远镜所探测。撞击也会在狄迪莫斯B的表面留下一个约20米宽的大坑。

 

DART会在这次撞击之后被彻底摧毁，而欧洲航天局早已计划好了后续任务----赫拉，且预计在2024年发射，于2027年达到目的地。

 

赫拉不仅仅将调查DART撞击的结果，而且还携带着一系列的设备用来更深入地学习这个双小行星系统以及它们的构成。

 

FY: 神灵之踹