Deep Space 1

Система автономной навигации Autonav, разработанная в Лаборатории реактивного движения NASA, работает с изображениями известных ярких астероидов. Астероиды во внутренней части Солнечной системы перемещаются относительно других тел с известными и предсказуемыми скоростями. Поэтому космический аппарат может определить их относительное положение путём отслеживания подобных астероидов на фоне звезд, которые, в используемом масштабе времени, считаются неподвижными. Два или более астероида позволяют аппарату вычислить свою позицию при помощи триангуляции; две или более позиции во времени позволяют КА определить свою траекторию. Состояние КА отслеживается по его взаимодействию с передатчиками Deep Space Network (DSN), действующими обратно Глобальной системе позиционирования (GPS). Однако, отслеживание при помощи DSN требует множества подготовленных операторов, а сеть DSN перегружена, поскольку используется в качестве сети связи. Использование системы Autonav снижает стоимость миссий и требования к DSN[4][5].

Система автономной навигации Autonav может использоваться и в обратную сторону, для отслеживания расположения тел относительно КА. Это используется для наведения на цель инструментов для научных исследований. В программу аппарата внесено очень грубое определение местоположения цели. После начальной настройки, Autonav удерживает объект в поле видимости, попутно управляя положением КА.[4] Следующим космическим аппаратом, использовавшим Autonav, был «Deep Impact»[6].

Схематическое изображение устройства ионного двигателя

IPS, предоставленный проектом NSTAR (NASA Solar Technology Application Readiness), использует полый катод для получения электронов для ионизации ксенона при столкновении. Система NSTAR / IPS состоит из 30-сантиметрового толкателя ионов ксенона, системы подачи ксенона (XFS), блока обработки данных силы (PPU), и блока цифрового управления и интерфейса (DCIU)[7].

В ионизатор подаётся топливо, которое само по себе нейтрально, но при бомбардировании высокоэнергетическими электронами ионизируется. Таким образом, в камере образуется смесь из положительных ионов и отрицательных электронов. Для «отфильтровывания» электронов в камеру выводится трубка с катодными сетками, которая притягивает к себе электроны. Положительные ионы притягиваются к системе извлечения, состоящей из двух или трёх сеток. Между сетками поддерживается большая разница электростатических потенциалов (до 1280 Вольт). В результате попадания ионов между сетками, они разгоняются и выбрасываются в пространство, ускоряя корабль, согласно третьему закону Ньютона. Электроны, пойманные в катодную трубку, выбрасываются из двигателя под небольшим углом к соплу и потоку ионов. Это делается, во-первых, для того, чтобы корпус корабля оставался нейтрально заряженным, а во-вторых, чтобы ионы, «нейтрализованные» таким образом, не притягивались обратно к кораблю.

Минусом является низкая тяга, которая составляла от 19 мН при минимальной мощности до 92 мН на максимальной[7]. Это не позволяет использовать двигатель для старта с планеты, но, с другой стороны, в условиях невесомости, при достаточно долгой работе двигателя, есть возможность разогнать космический аппарат до скоростей, недоступных сейчас никаким другим из существующих видов двигателей.