[其他]具有推力调制的静电离子推进器的宇宙飞行器及其有关方法

权利要求书

1、一个具有推力调制的静电离子推进器，包括：

提供气体推进剂的装置；

所述气体推进剂的离子化以产生等离子体的装置；

容纳所述等离子体的装置；

一个离子抽出组件用以从所述等离子体中抽出一束带正电的离子束；

所述抽出组件包括一个屏栅极及一个加速极，所述屏栅极是布置在所述加速极及等离子体之间的；以及

关于所述屏栅极及加速极的电势的互补调制的电压控制装置使得在其间维持一个基本恒定的电势差；

因此，对所述离子推进器的推力进行调制时，可保持相对恒定的离子束流。

2、权利要求1的静电推进器，其特征在于所述屏栅极其电势保持与所述等离子体容纳装置的电势相等，且所述电势范围是在约300伏到750伏之间，并且其特征在于所述加速极电压是保持在-750伏到-300伏之间，从而使所述屏栅极与所述加速极之间的恒定电势差约为+1050伏。

3、权利要求1的静电离子推进器，其特征在于所述气体推进剂是氙。

4、权利要求1的静电离子推进器，其特征在于所述离子抽出组件进而包括一个减速极，该减速极是布置在所述加速极的与屏栅极相对的一侧。

5、权利要求4的静电离子推进器，其特征在于所述离子抽出组件的每个极都是格栅极且包括有许多孔，使得在邻近格栅的相应孔之间的离子束通道是对正的。

6、权利要求5的静电离子推进器，其特征在于所述离子抽出组件从所述等离子体容纳装置看其形状是凹面。

7、权利要水1的静电离子推进器，其特征在于所述离子化装置包括一个为提供热离子的阴极，一个为了加速所述热离电子达到足够的速度以使所述气体推进剂离子化的阴极，和为了加长所述热离电子运行轨道的磁容纳装置。

8、权利要求1的静电离子推进器，进而还包括一个中性室，用以提供一束电子以使由所述等离体抽出后的带正电荷的所述离子束中性化。

9、一个双旋转稳定宇宙飞行器，包括：

一个标准旋转转子;

一个标准反旋转合;

一个静电离子推进器，它布置在所述转子上并偏离该转子的旋转轴一定距离，用以提供轴向推力;

所述离子推进器是推力调制的，以使所述推进器在所述转子每旋转一周的一部分时间里提供一个高推力值而在每一转的另一部分时间里提供一个低推力值，同时由所述推进器排出的离子束流基本上保持恒定。

10、权利要求9的双旋转稳定宇宙飞行器，其特征在于所述宇宙飞行器的质量中心是位于偏离所述转子旋转轴一定距离处，且其特征在于所述离子推进发动机的推力能按一定方式调制，使按旋转周期平均的推力方向通过所述宇宙飞行器的质量中心。

11、权利要求9的双旋转稳定宇宙飞行器，其特征在于所述宇宙飞行器的姿态控制是由所述离子推进器的推力调制而提供的，所述推力调制能产生一个绕垂直于所述旋转轴线的宇宙飞行器某一轴线的净扭矩。

12、静电离子推进器包括离子抽出组件的工作运行方法，该抽出组件具有一个屏栅极及一个加速极，所述方法包括下述步骤：

提供基本恒定的气体推进剂流给离子化室;

将所述气体推进剂离子化以产生带有正电荷离子及带有负电荷电子的等离子体;

用所述离子抽出组件以在屏栅极上维持有正电压并在加速极上维持有负电压的办法而从所述等离子体中抽出一束正电离子束;以及

在预先确定的界限之间调制上述屏栅极及加速极的电压，同时维持该两极之间的电压差基本上恒定;

此完成推力调制而同时维持离子束流基本上恒定。

13、权利要求12的方法，其特征在于所述离子推进器是按排在一个旋转稳定卫星上且进而还包括为所述电压调制而产生一定波形的步骤，以提供一个予定的在卫星旋转频率下的付里叶推力幅值及相位分量。

14、一个静电离子推进器，包括：

产生等离子体的装置;

从所述等离子体中抽出带电离子束的装置;以及

控制所述离子束速度的装置，在该速度下所述带电离子从所述推进器中排出。