深空探测使命中电推进应用综述_张天平
国外电推进系统空心阴极技术
万方数据 万方数据 万方数据 万方数据２００８年第１期张天平。
等；国外电推进系统空心阴极技术图３一体化阴极与传统阴极比较Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃａｔｈｏｄｅ心（ＧＲＣ）自１９９５年开始研制３．２ｍｍ钡钨空心阴极，试验了５个不同形状，分析评价了功率消耗和流率消耗与阴极设计关系［７’３２’３引。
虽然研究有所进展，并有效增加了小阴极的效率，但１００Ｗ以下电推进应用的小电流空心阴极技术并不理想。
场发射阴极可能是一种更好选择［３４’２引。
３．３大电流钡钨阴极ＮＡＳＡ的５０ｋｗ霍尔推力器需要１００Ａ，１０ｍｇ／ｓ阴极。
用参数研究法确定阴极几何对作为发射电流和流率函数的工作温度的影响，选择了１４种阴极发射体内直径、顶孔直径和孔板直径的组合［９］。
为确定发射体直径，用Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ方程计算在电流１００Ａ时的发射面积，在轴向温度梯度为０％、１０％、２０％三种条件下分析了发射体温度。
研制了实验室模型阴极，触持极为石墨片，但未采用闭合触持极方案，试验中用７个热电偶（ＴＣ）测量温度。
试验结果表明：发射电流１００Ａ时最优顶板温度低于１３５０℃，仍高于长寿命要求的１１００℃。
该阴极需与推力器ＮＡＳＡ一４５７Ｍ配合进行发射电流５０Ａ、推进剂流率大于２．５ｍｇ／ｓ的阴极几何效应试验和推力器工作环境性能评价试验，以最终确定热优化的阴极。
ＧＲＣ为未来使命高功率离子电推进应用寿命１００ｋｈ、发射电流１００Ａ阴极研制进行了源材料消耗和发射体温度梯度对寿命影响的模型分析，发现达到１００ｋｈ寿命的发射体工作温度上限为１１００℃。
鉴于发射体温度梯度对寿命的影响重要，一方面需增加长度向的热传导降低梯度和温度峰值，另一方面要求增大发射体内径以增大电子发射面积，降低电流发射密度。
基于这些分析结果，研制了发射电流５０Ａ、寿命１００ｋｈ的实验室模型阴极，用石墨材料闭合触持极消除孔板和加热器腐蚀寿命限制［２］。
张衡一号运行过程中所发挥的作用
张衡一号运行过程中所发挥的作用
张衡一号是中国自主研制的首颗气象卫星，于2018年2月2日成功发射并投入使用。
它搭载了多种先进的遥感探测设备，能够实现高精度的气象观测和预报，为我国天气预报、气象灾害监测和气候变化研究等方面发挥着重要的作用。
在运行过程中，张衡一号主要发挥了以下作用：
1. 实现高精度的气象观测和预报。
张衡一号搭载了多种遥感探测设备，能够获取地球大气、云层、海面、陆地等不同环境下的多种气象数据，并通过卫星通信系统传回地面。
这些数据对于天气预报、气象灾害监测和气候变化研究等方面都具有重要意义。
2. 提高我国气象监测和预警能力。
张衡一号的运行可以增加我国气象卫星的数量和覆盖范围，提高我国气象监测和预警的能力。
同时，它还能够为我国的应急救援工作提供实时的气象信息支持。
3. 推动我国遥感技术的发展。
张衡一号搭载的遥感探测设备采用了多种创新技术，包括超级光谱成像技术、高精度辐射校正技术等，对我国遥感技术的发展具有重要的推动作用。
总之，张衡一号的成功运行，对于提高我国气象监测和预警能力、推动我国遥感技术的发展以及保障人民生命财产安全等方面都具有
重要的意义。
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深空探测的意义和长期计划
深空探测的意义和长期计划深空探测，是指对宇宙深处进行的探测和研究，它不仅仅是一项科学研究，更是一种探索人类宇宙起源和未来的精神追求。
深空探测意义重大，除了可以让人类更好地了解宇宙和自身，还可以为人类的未来和进步指明方向。
一、探索宇宙的奥秘深空探测，能够帮助人类了解宇宙的奥秘。
人们通过观测宇宙深处，可以获得更多信息，了解宇宙组成、演化和形成的规律，从而更好地认识宇宙的本质和内在机理。
通过对太阳系以外的天体进行观察研究，人类可以更好地了解宇宙的大规模结构和演变过程。
例如，我们可以通过探测银河系，来研究银河系的结构和构成，通过探测宇宙微波背景辐射，来研究宇宙早期的演化过程。
这些研究成果，能够帮助人类更好地认识宇宙的演化历程，揭示宇宙起源的奥秘。
二、探索宇宙中生命的可能性深空探测，也能够帮助我们更好地了解宇宙中生命的可能性，以及通过了解宇宙中的生命，推动人类对生命的认知和探索。
人类在太阳系以外的地方，搜寻生命的存在，是一项科学任务。
例如，我们可以通过探测地外行星，研究表层温度和大气质量等因素，从而判断是否存在液态水等条件，探寻能否存在生命的迹象。
还可以通过研究陨石和星际尘埃等物质，寻找有机分子和其他生物分子的合成，从而确定宇宙中的生命起源和演化规律。
三、探索身处宇宙中的人类除了了解宇宙的奥秘和生命的可能性，深空探测也能够帮助人类更好地了解自身。
如果把人类视为宇宙中的一部分，那么探测宇宙，也是探测人类自身的一种方式。
例如，我们可以通过探测散发出的辐射、引力波、中微子等信息，来研究宇宙中存在的黑洞、中子星等大质量天体的性质和特征，进而了解宇宙的组成和演化过程。
同时，还能够通过研究太阳风和星际介质等物质的特性和分布规律，预测宇宙中的物质运动和坍缩机理等。
这些理论和数据的应用，也可以设法应用到地球科学中，从而帮助人类应对矿产开采、资源管理、环保等问题。
长期计划：拓展深空探测为了更好地了解宇宙和自身，深空探测有必要长期持续地进行。
国外电推进系统空心阴极技术
文章编号:100621630(2008)0120039208国外电推进系统空心阴极技术张天平,唐福俊,田华兵(兰州物理研究所,甘肃兰州730000) 摘 要:介绍了国外离子和霍尔电推进系统空心阴极技术的现状。
根据空心阴极的常规设计,分析了发射体源材料耗尽,发射体有效发射表面被难挥发沉积物覆盖,源材料活性分子不能到达发射体表面,触持极、顶板、加热器因溅射腐蚀损坏,加热器损坏,以及发射体化学中毒等影响空心阴极长寿命的因素。
讨论了一体化阴极、小电流高效钡钨阴极、大电流钡钨阴极、LaB 6阴极、L 式储备阴极和Bi 阴极等新技术。
关键词:电推进;空心阴极;发射体;长寿命中图分类号:V439.4 文献标识码:AForeign Technique Sta tus of Hollow C at hode for Electric Pr opulsionZHAN G Tian 2pi ng ,TAN G Fu 2jun ,TIAN Hua 2bing(Lanzhou Institute of Physic s ,La nzhou Gansu 730000,China)Abstract :The a broad tec hnology of hollow cat hode use d in ion a nd Hall thruster was introduced in this paper.The factors that aff ecte d long lif e of hollow cathode ,whic h we re sour ce material of the emitte r exhausted ,eff ective emission surface of the emitter covered with deposit unvolatilized ,active molecular of the s o urce ma terial not reached t he surf ace of emitte r ,da ma ge of contact 2hold pole ,roof a nd heater ca used by sputtering etc hing ,da ma ge of the heater ,and che mical poisoning of t he emitter ,we re discussed acco rding to the traditional de sign of hollow cat hode.The new technologies suc h as integration cathode ,low c urrent barium 2tungste n hollow cat hode wit h high efficienc y ,high c ur rent barium 2t ungsten hollow cathode ,LaB 6cathode ,L 2t y pe dispe nser cathode and bismuth cathode were a nalyzed.Keyw or ds:Elect ric propul sion ;Hollow cathode ;Emitter ;Long life 收稿日期622;修回日期622 作者简介张天平(63—),男,博士,研究员,主要从事航天器推进技术研究和工程。
离子电推进的航天器应用实践及启示
离子电推进的航天器应用实践及启示张天平;张雪儿【摘要】离子电推进作为最具代表性的电推进类型,其应用已经覆盖了航天工程的大部分任务范围.通过系统调研1997年以来世界各国离子电推进航天工程应用情况,基于应用离子电推进航天器的大量工程实例,进行了离子电推进航天工程应用分析总结,主要包括离子电推进的航天器应用、离子电推进的在轨故障和离子电推进的应用经验启示等方面.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2019(025)002【总页数】9页(P73-81)【关键词】离子电推进;应用实践;在轨故障;航天器;经验启示【作者】张天平;张雪儿【作者单位】兰州空间技术物理研究所,兰州730000;真空技术与物理重点实验室,兰州730000;甘肃省空间电推进技术重点实验室,兰州730000;兰州空间技术物理研究所,兰州730000【正文语种】中文【中图分类】V439+.10 引言经过一个多世纪的发展，电推进技术已经完成了从概念和原理到样机与产品的跨越，步入到了航天器工程广泛应用的新世代[1-3]。
离子电推进作为最具代表性的电推进类型之一，具有更高的比冲和效率、更便利精确的性能调控能力、更好的技术成熟度和产品成熟度。
国际上离子电推进的应用已经覆盖了航天工程的大部分任务范围，中国的离子电推进也已经实现了空间飞行验证和通信卫星型号正式应用[4-5]。
保证离子电推进在航天器型号上的成功应用并实现航天工程任务目标，不仅是离子电推进产品研制的工程关键所在，更是应用离子电推进航天器工程的核心目标。
事实上，由于离子电推进系统的相对复杂性、地面验证的不充分性、在轨飞行工作环境与地面试验环境的差别性等因素影响，再加上航天器应用产品的不可在线维修性，要确保离子电推进在航天器寿命周期内稳定可靠地完成推进任务，确实存在着较大的挑战。
基于国外大量应用离子电推进的航天器工程实例，面对我国离子电推进航天工程应用的快速发展需求，本文在系统调研分析自1997年当代氙离子电推进工程应用开始、截至2018年底世界各国离子电推进航天工程应用情况的基础上，进行了离子电推进航天工程应用总结，主要包括离子电推进的航天器应用、离子电推进的在轨故障，离子电推进的应用经验启示等方面。
深空探测技术的发展与应用
深空探测技术的发展与应用人类对于宇宙的探索从古至今一直没有停止过。
随着科技的不断进步，深空探测技术也得以迅猛发展。
深空探测技术使用先进的仪器设备和卓越的工程能力，帮助我们更好地了解宇宙，推动科学研究的发展，甚至为人类的长远利益提供保障。
一方面，深空探测技术提供了更多关于宇宙的重要数据。
通过卫星、探测器、望远镜等设备，科学家们能够观测到更远、更深的天体，获取更多宇宙的信息。
例如，哈勃望远镜的发射让我们得以窥探到宇宙的起源，发现了许多遥远的星系和行星。
此外，探测器的着陆使我们能够更接近宇宙其他星球的真实面貌，如火星、木星等。
这些数据的积累和分析为天体物理学的研究提供了重要支持，使我们的认知水平得到了巨大提高。
另一方面，深空探测技术对于人类的生活与发展也具有重要意义。
宇宙是一个巨大而神秘的未知领域，深入研究宇宙可以给予人们许多启发和灵感。
通过观测行星和恒星的运行规律，我们可以更好地认识地球自身的运行特征，从而探索更科学的发展道路。
此外，深空探测技术还与航天技术、通信技术等相结合，推动了人类科技的进步。
无线通信、卫星导航等都是在深空探测技术的基础上发展起来的，为人们的日常生活和工作提供了诸多便利。
深空探测技术也为人类在探索外太空、寻找其他生命等方面提供了契机。
我们一直渴望找到地球之外的生命存在，通过探测传回的外太空信息，我们可以进行更深入的研究。
例如，火星探测任务一直是科学家们的热门话题。
通过土壤样本分析和勘测等工作，我们试图找到火星上存在过生命的痕迹。
虽然目前尚未找到确凿的证据，但这一细节的探索仍然给予了人类一个无限的想象空间和探索动力。
然而，深空探测技术的发展也面临一些挑战。
首先是高昂的成本。
深空探测任务需要经过严格的计划、研发和测试，技术上的风险也非常大。
这些都需要耗费巨额资金。
其次是技术难题。
要想确保探测器在极端的环境中工作正常，需要克服许多技术上的难题，如高温、低温、高辐射等。
而且，在探测器开发之前，科学家们需要对目标天体进行详尽的观测和分析，以保证其安全性和实用性。
深空探测技术的进展
深空探测技术的进展引言人类对宇宙的探索从未停止过，深空探测技术的进步为我们揭开了太空的神秘面纱。
本文将介绍近年来深空探测技术的主要进展，以及这些技术如何推动我们对宇宙的认知。
无人探测器的革新自主导航与避障随着人工智能和机器学习技术的发展，现代深空探测器已经能够实现更高级别的自主导航和避障能力。
例如，通过实时处理从星际雷达和其他传感器收集到的数据，探测器可以自动调整飞行路径以避免潜在的障碍物。
通信技术突破为了应对深空探测中的信息传输延迟问题，科学家们开发了更高效的数据传输协议和编码方法。
此外，激光通信技术的引入极大地提高了数据传输速率，使得从遥远星球传回高清图像和视频成为可能。
载人探测技术的进步生命保障系统载人深空探测任务的成功关键在于可靠的生命保障系统。
新一代的生命维持系统采用了闭环循环技术，能够有效地回收和再利用水和氧气，大大延长了宇航员在太空的生存时间。
辐射防护技术长期暴露在宇宙射线下对宇航员的健康构成严重威胁。
研究人员正在开发新型材料和设计，以减少宇宙辐射对宇航员的影响，包括改进的舱壁材料和专门的防护服装。
深空动力系统的创新核动力推进核动力系统因其高能量密度而被视为深空探测的理想选择。
最新的核热推进技术利用核分裂产生的能量加热工质，产生推力，显著减少了到达远星体所需的时间。
电推进技术电推进系统通过加速带电粒子产生推力。
与传统化学火箭相比，电推系统的燃料效率更高，虽然推力较小，但适合长期、持续的加速，非常适合深空探测任务。
结论深空探测技术的不断进步为人类提供了前所未有的机会，使我们能够更深入地了解宇宙。
从无人探测器到载人飞船，再到推进技术的创新，每一项技术的突破都标志着我们离揭开宇宙奥秘又近了一步。
未来，随着技术的进一步发展，我们可以期待更多激动人心的发现和探索。
空间电推进的技术发展及应用
空间电推进的技术发展及应用张伟文;张天平【摘要】近日，由中国空间技术研究院兰州空间技术物理研究所自主研制的中国首个卫星用离子电推进系统（LIPS-200）（其束流直径为200mm）地面寿命及可靠性试验累计工作时间达到6000h，开关机3000次，具备确保卫星在轨可靠运行15年的能力。
另外，航天推进技术研究院上海空间推进研究所的霍尔电推进技术也取得了重大突破—80mN霍尔推力器的空心阴极长寿命试验突破18000h，这标志着我国自主研制的电推进系统达到了国际先进水平，将全面迈入工程应用阶段，能够满足我国通信卫星系列平台的发展需求。
【期刊名称】《国际太空》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】8页(P1-8)【作者】张伟文;张天平【作者单位】兰州空间技术物理研究所;兰州空间技术物理研究所【正文语种】中文近日，由中国空间技术研究院兰州空间技术物理研究所自主研制的中国首个卫星用离子电推进系统（LIPS-200）（其束流直径为200mm）地面寿命及可靠性试验累计工作时间达到6000h，开关机3000次，具备确保卫星在轨可靠运行15年的能力。
另外，航天推进技术研究院上海空间推进研究所的霍尔电推进技术也取得了重大突破—80mN霍尔推力器的空心阴极长寿命试验突破18000h，这标志着我国自主研制的电推进系统达到了国际先进水平，将全面迈入工程应用阶段，能够满足我国通信卫星系列平台的发展需求。
1 引言电推进又称为电火箭，它是把外部电能转换为推进剂喷射动能的火箭类型。
根据把电能转换为推进剂动能的工作原理，电推进可分为电热型、静电型、电磁型、新型四大类，目前，同属静电类型的离子电推进和霍尔电推进的技术最成熟、应用也最广泛。
由于突破了传统化学推进喷射动能受限于推进剂化学内能的约束，电推进很容易实现比化学推进高一个量级的比冲性能。
在航天器上应用高比冲推进系统可以节省大量推进剂，从而增加航天器有效载荷、降低发射质量、延长工作寿命等。
新型推进系统在深空探测中的应用
新型推进系统在深空探测中的应用随着人类对宇宙的探索不断深入，深空探测成为了当今航天领域的重要研究方向。
而要实现更远距离、更高效、更精确的深空探测任务，新型推进系统的研发和应用就显得至关重要。
在传统的航天推进系统中，化学推进一直占据着主导地位。
化学推进系统通过燃烧燃料产生推力，但其能量密度相对较低，且燃料消耗量大，限制了航天器的航程和有效载荷。
为了突破这些限制，科学家们致力于研究和开发各种新型推进系统。
电推进系统是近年来发展迅速的一种新型推进技术。
它利用电能将推进剂加速并喷射出去，从而产生推力。
电推进系统具有比冲高、燃料消耗少的显著优点。
常见的电推进系统包括离子推进器和霍尔推进器。
离子推进器通过电离推进剂并将离子加速到高速喷出，其比冲可以达到数千秒甚至更高，这意味着使用相同质量的推进剂，离子推进器能够提供更长时间和更大的速度增量。
霍尔推进器则利用磁场和电场的相互作用来加速推进剂，具有结构相对简单、可靠性高的特点。
电推进系统在深空探测任务中已经得到了一定的应用，例如一些卫星的轨道调整和姿态控制。
在未来的深空探测任务中，电推进系统有望成为主要的推进手段，大大提高航天器的性能和效率。
太阳能热推进系统也是一种具有潜力的新型推进方式。
它利用太阳能聚焦产生高温，加热推进剂使其膨胀并喷出产生推力。
这种推进系统不需要携带大量的燃料，而是依靠太阳能源，具有较高的能量利用效率。
然而，太阳能热推进系统的推力相对较小，目前还处于研究和试验阶段。
核推进系统是另一个备受关注的研究方向。
核推进系统利用核反应产生的能量来加热推进剂或直接产生高速粒子流产生推力。
核推进系统具有极高的能量密度，可以提供强大的推力，使航天器能够在较短的时间内到达遥远的目的地。
不过，核推进系统面临着诸多技术挑战和安全问题，如核反应堆的小型化、辐射防护等，目前还处于概念研究和技术验证阶段。
除了上述几种新型推进系统，还有一些其他的创新概念也在不断涌现。
例如，激光推进系统利用强大的激光束加热推进剂产生推力；磁流体动力学推进系统则利用磁场和导电液体的相互作用来产生推力。
深空探测技术及其意义
深空探测技术及其意义深空探测技术是指人类对宇宙深处进行探索和研究的技术手段。
随着科学技术的不断发展，人类对于宇宙的认知也越来越深入。
深空探测技术在这一过程中起到了重要的推动作用。
本文将探讨深空探测技术的意义以及其带来的影响。
首先，深空探测技术的意义在于扩展人类对宇宙的认知范围。
通过探测技术，我们可以观测和研究更远离地球的天体，探索宇宙的起源和演化过程。
深空探测技术使得我们能够了解更多的星系、星云以及其他天体，揭示宇宙中的奥秘。
这对我们了解宇宙的本质、了解人类在宇宙中的地位和未来发展具有重要意义。
其次，深空探测技术对于完善人类科学体系和推动科学技术的发展也具有重要意义。
通过深空探测，科学家们可以进一步验证和修正地球科学理论，使得其更加贴近宇宙的真实状况。
同时，深空探测也驱动了许多基础科学技术的发展，如高精度观测装置、先进的数据分析方法等。
这些技术的应用和发展不仅可以在深空探测中发挥作用，还可以推动其他领域的创新和进步。
第三，深空探测技术对于人类的长期发展和生存也有重要意义。
探索宇宙深处不仅可以帮助我们了解人类的起源，也有助于寻找适合人类居住的星球。
随着地球资源的逐渐枯竭和人口的不断增长，寻找新的居住地已经成为人类面临的重大挑战。
只有通过深空探测技术，我们才可能找到适宜人类居住的星球，确保人类的长期生存和发展。
此外，深空探测技术还对于推动科学教育和普及科学知识具有重要的作用。
深空探测活动可以激发人们对宇宙和科学的好奇心，引发对于宇宙探索的浓厚兴趣。
通过宣传和普及深空探测的成果，可以使更多的人了解科学的重要性，增强科学素养。
这有助于培养更多的科学家和人才，进一步推动科学技术的发展。
然而，我们也必须意识到深空探测技术面临着许多挑战和困难。
首先，深空探测需要耗费大量的资金和资源。
探测任务需要昂贵的设备和设施，同时还需要大量的专家和人力投入。
其次，深空探测面临着技术上的难题。
长时间的太空飞行对于人体和设备都是一项巨大的挑战，需要寻找解决方案来保证安全和可靠性。
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深空探测使命中电推进应用综述张天平，龙建飞，孙明明（兰州空间技术物理研究所，甘肃兰州，730000）摘要：电推进系统由于其高比冲、长寿命、多点工作模式等显著优势，正在成为深空探测航天器主推进的优选技术。
本文详细调研了国外深空一号、黎明号、隼鸟号等深空探测航天器上电推进系统的应用和飞行工作情况并进行了综合分析，结合我国深空探测领域电推进的应用和发展提出了建议。
主题词：深空探测；电推进；应用；综述；建议1 引言深空探测是未来航天发展的重要领域。
电推进系统由于其高比冲、长寿命、多点工作模式等显著优势，正在成为深空探测航天器主推进的优选技术[1]。
深空探测使命用电推进取代化学推进带来的益处包括降低工作成本、增加有效载荷、缩短飞行时间、避免发射窗口限制（不依赖引力辅助飞行）、小运载发射等。
美国已经成功发射了应用离子电推进系统的深空一号和黎明号小行星探测航天器[2,3]，日本也成功发射了应用了离子电推进系统的隼鸟号小行星采样返回航天器[4],欧洲、日本、美国的后续深空探测计划中都有采用电推进的航天器正在研制[5,6,7]。
我国正在开展深空探测航天计划的论证，“十二五”后期将是我国深空探测技术发展和逐步实施的重要阶段，包括近地小行星探测在内的航天器将计划采用电推进系统完成主推进任务。
因此系统调研和了解国外深空探测任务中电推进应用情况，对我国深空探测计划的制定，特别是对应用电推进系统的深空探测任务的实施具有重要参考作用。
2 美国深空一号（DS-1）2.1 航天器使命及其离子电推进系统[2,8]DS-1航天器作为NASA新千年计划中的第一个项目，1995年11月确定NSTAR离子电推进作为DS-1的12个试验项目之一。
验证目标包括：离子推进系统在未来类似环境中的性能和功能、离子推进系统与航天器及科学仪器之间相容性、最小地面支撑下电推进系统自主导航和控制。
DS-1航天器入轨质量374公斤，氙气81.5公斤，离子电推进系统的主要使命就是完成在航天器巡航阶段的主推进，同时承担部分时期内的俯仰和偏航控制任务。
航天器有目标导航的自治系统，以每周数次的频率计算航天器相对目标的位置，确定太阳轨道和下一步目标优化轨迹，由电推进推力方向和周期实施，由此显著降低使命的支持需求。
DS-1离子电推进系统由1台NSTAR离子推力器、1台电源处理单元（PPU）、1套氙气供给子系统（XFS）和1台数字控制与接口单元（DCIU）组成。
其中XFS给推力器供应氙气推进剂，PPU把太阳阵电源变换为推力器工作电源给推力器供电，DCIU控制XFS和PPU的工作、接收和执行航天器计算机指令、给航天器数据系统提供电推进系统遥测。
2.2 DS-1离子电推进系统工作情况[2,9,10]833DS-1航天器于1998年10月24日发射，经过近一个月的消除第一次点火中出现的连续打火故障后，在3个月内完成了200h的最低飞行目标和工作试验数据获取。
到1999年4月27日完成了交会Braille小行星的主推进任务，电推进工作时间达到1764h。
1999年7月29日实现了Braille的287km 掠飞，电推进累计工作1800h。
2001年5月完成了交会Borrelly彗星的航天器主推进点火工作，离子电推进累计工作达到14000h，为节省化学推进剂保顺利完成交会，电推进还成功进行了2个轴向的航天器姿态控制。
2001年12月DS-1使命结束，电推进系统累计工作达16265h，NSTAR离子电推进成为当时空间工作时间最长的发动机系统。
1）发射后的初始化工作发射后的第三天DCIU第一次开启，遥测数据表明XFS所有阀处于关闭状态，压力和温度在预期范围。
10月30日（发射后的第六天）开始XFS激活和FCD标定，首先对XFS下游进行烘烤，目的是消除XFS在发射前暴露大气的残余污染物。
烘烤前推力器轴背离太阳，推力器温度为-45℃。
旋转航天器使推力器轴与太阳成30度角加热推力器和XFS，29小时后推力器温度超过110℃，XFS管路达到45℃。
接着用阴极活化程序对发射体进行烘烤。
FCD标定用稳压罐落压试验方法，仅打开自锁阀LV1和LV2使流率通过FCD，在8小时内监测稳压罐压力和温度，压力剖面与预期值对比。
11月9日（发射16天后），放电室工作在高功率4小时对推力器进行加高压前的烘烤。
2）初次启动与故障排除初始化工作结束后的第二天（11月10日，发射后第17天），进行了离子电推进系统第一次空间启动，阴极和中和器点火正常，推力器在最小功率点工作4.5分钟后出现连续恢复循环而自动关机，推测是栅极短路造成，但这时还没有排除高压电源失效的可能。
随后进行了不同热条件（朝向太阳或背向太阳）下的14次启动尝试，均由于加高压后的连续恢复循环而失败。
航天器的目标飞行机动还不需要，因此决定对故障进行了详细排查，选择的方案包括栅极清除命令、热循环、恢复循环、诊断等。
PPU提供的4A清除电流主要针对上千小时工作后的溅射沉积剥离物，早期短路可能来自运载或航天器分离带来的较大颗粒物，栅极清除的风险是焊接而不是清除，为此进行了相似环境和条件的地面试验。
热循环中应用了栅极的结构模型和热模型，分析热循环的效力，表明热冷循环可以导致较大的栅极间距变化，风险最小，在2周的问题排查中，进行了多次100℃范围的热循环。
PPU设计上限制了放电室不工作情况下加高压，为此修改了DCIU软件使其能够在PPU恢复循环中获取电参数的高速数据，帮助确认每个电源的影响。
最后进行了无流率下的放电电源开启，如果栅极短路，开启放电开路电压后加速电压应当变化，否则应该不变维持零水平。
发射后的31天进行的放电开路试验表明栅极没有短路，11月24日再次尝试启动离子电推进以利用高速数据进一步诊断，非常幸运地成功点火启动。
分析认为还是热循环消除了短路。
3）第一次空间性能测试离子电推进系统故障排除后的2周内（11月30日开始）进行了第一次性能测试，以确定寿命初期电推进性能，电推进工作对速度增量有贡献，但不是自治控制模式。
推力器首先在低功率（500W）工作了一天后，切换到885W的更高功率运行了4天，随后进行了各个功率等级（工作点）的测试。
期间离子电推进大约工作了335小时。
在空间进行的第一次性能测试表明，离子电推进系统PPU性能、流率、推力等测量结果与地面试验和预期吻合很好。
4）奔向Braille小行星的主推进任务834第一次性能测试后，通过地面命令进行了功率1.7～1.86千瓦范围的95小时初试工作。
然后经过周期74天的惯性飞行，进入7次自动控制和最大峰功率跟踪的巡航工作阶段，巡航工作时间达到912小时。
这是一个功率逐渐降低的向外飞行轨迹，电推进功率从1.73千瓦降低到0.71千瓦。
该阶段工作的完成确定了航天器到达Braille小行星。
再经过一段21天的惯性飞行后，进行了太阳阵功率范围0.49～0.98千瓦的推力器性能第二次测试。
其后用离子电推进进行了到达目标前的轨道修正机动，每次工作2～4小时，确保航天器以15公里距离飞掠Braille。
最后1天的轨道修正用化学推进完成，因为科学载荷要求的航天器姿态使得太阳阵不能面向太阳。
这些工作都是自动控制完成。
截止99年6月底，电推进工作1800小时、消耗11.4 kg、速度增量699.6 m/s、启动次数34。
1999年7月26日，DS-1与小行星交会，最近距离达到了16英里。
5）奔向Borrelly彗星的主推进任务飞掠Braille2天后，航天器以自动控制方式进行系列电推进轨道机动，使得航天器到达合适的交会2颗彗星轨道。
到完成了功率范围0.9～1.3千瓦、12次、累计1700小时的电推进系统工作后，1999年11月由于恒星参考单元失效，航天器进入安全模式，航天器姿态不能完全确定，该故障使DS-1错过了与Wilson-Harrington彗星的会面。
为修复故障修改了航天器软件，用微型集成相机和光谱仪作为恒星敏感器，实现和验证了可靠姿态闭环控制。
2000年6月21日推进工作恢复，新姿态控制无法进行自动控制，采用地面控制方法，每周航天器与地面进行一次通信，到2000年12月中旬共进行了21次、功率范围0.57～1.18千瓦、累计4100小时（总计7600小时）的工作。
到2001年5月1日共进行了40次、功率范围0.57～1.18千瓦、累计11100小时的工作，完成了到达Borrelly彗星的机动。
在长周期安全模式和软件修改测试中，发现化学推进姿态控制燃料不足以完成后续任务需求，因此2001年5月开始对电推进调节矢量方向以提供俯仰和偏行姿态控制节省化学燃料。
在后续巡航推进的间隙，电推进工作在低推力以提供姿态控制。
最后交会的轨道修正也是电推进完成。
由此节省的化学推进剂（3公斤剩余）能够支持后续试验。
2001年8月25日到9月22日对Borrelly彗星进行了11次照相，距离从40.3×106 km到6×105 km，在交会计划实施前的28小时进行了化学推进的2次轨道修正机动（8月29日和9月5日），与彗星交会发生在9月22日，最近距离2171公里、相对速度16.58公里/秒、距离太阳1.36AU，科学载荷获得了彗星详细的照片和收集了它喷射出的气体和尘埃信息。
6）第二次空间性能测试和最后关机交会后的航天器回传数据表明，航天器没有受到损伤，状态正常。
由于没有科学目标，进行了主要针对电推进的硬件试验。
2001年10月～2001年12月间，离子电推进系统在完成目标探测任务后开展了第二次空间性能测试。
对系统的各项性能进行了测试和评估，其中通过电子返流测量获得了栅极磨损信息。
2001年12月18日，地面控制人员发送最后一条指令关闭了离子电推进系统。
在整个飞行任务中，离子电推进系统累计工作16265小时，开关机200多次，共消耗氙气73.4kg，产生速度增量4.3km/s。
3 日本隼鸟号（Hayabusa）3.1 航天器使命及其离子电推进系统[4,11]835隼鸟（Hayabusa）计划开始于1995年，Hayabusa任务的科学目标是探测S类近地小行星25143丝川（Itokawa）并采样返回地球，包括交会小行星后用器载设备对其特性进行的在线测量。
探测器总重量510kg，太阳阵在地球位置提供2.6千瓦功率。
离子电推进系统承担的任务主要是巡航阶段主推进，此外，在某些阶段还承担轨道偏心修正、姿态控制和位置机动保持等任务。
Hayabusa离子电推进系统由4台μ10微波放电离子推力器、4台微波功率放大器、3台电源处理单元（IPPU）、一套推进剂供给子系统、一台推力矢量指向机构（IPM）和一台离子推力器控制单元（ITCU）组成。
系统干重59kg。
氙气携带量66kg。
3.2 离子电推进系统工作情况[11-14]1）发射后的初始工作HAYABUSA于2003年5月9日发射，精确测轨确认30米/秒的发射误差需要化学推进修正，但由于电推进在后续飞行工作中能够补偿，实际没有实施该修正。