文章來源(yuan)：中國(guo)航天科技(ji)集團有(you)限公司 發(fa)布時間：2021-01-13
近(jin)日，以微(wei)牛級變推力(li)(li)冷氣(qi)(qi)推進(jin)技術為(wei)依托，“天琴一號”成功實現“無拖曳控制”。這是我(wo)國(guo)首次完成微(wei)牛級變推力(li)(li)冷氣(qi)(qi)推進(jin)技術的在軌驗證，標志著我(wo)國(guo)成為(wei)世(shi)界上第二個掌握(wo)該技術的國(guo)家。
天琴(qin)一(yi)號衛星是我國(guo)“天琴(qin)”引(yin)(yin)力(li)(li)(li)(li)(li)波探(tan)測(ce)計(ji)劃的(de)(de)(de)首顆(ke)技術驗證衛星，其配備的(de)(de)(de)微(wei)(wei)牛(niu)(niu)(niu)(niu)級(ji)(ji)變推(tui)力(li)(li)(li)(li)(li)冷氣推(tui)進(jin)系統由(you)中國(guo)航天科(ke)技集團(tuan)有(you)限公(gong)司五院502所(suo)(suo)研制(zhi)。通俗來講，衛星的(de)(de)(de)“無拖(tuo)曳控制(zhi)”就是抵消(xiao)除引(yin)(yin)力(li)(li)(li)(li)(li)以外所(suo)(suo)有(you)干擾(rao)衛星的(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)(li)。衛星在天上(shang)飛，其所(suo)(suo)受的(de)(de)(de)干擾(rao)力(li)(li)(li)(li)(li)主(zhu)要(yao)來自大(da)氣阻力(li)(li)(li)(li)(li)、太(tai)陽光壓等，去(qu)掉這些干擾(rao)力(li)(li)(li)(li)(li)，衛星才能成為“超(chao)靜超(chao)穩”的(de)(de)(de)平臺，才能使(shi)空間引(yin)(yin)力(li)(li)(li)(li)(li)波探(tan)測(ce)成為可(ke)能。有(you)專家(jia)形象地比(bi)喻(yu)，“胖五”牛(niu)(niu)(niu)(niu)，牛(niu)(niu)(niu)(niu)在力(li)(li)(li)(li)(li)量大(da)，而微(wei)(wei)牛(niu)(niu)(niu)(niu)級(ji)(ji)推(tui)進(jin)的(de)(de)(de)牛(niu)(niu)(niu)(niu)在于“微(wei)(wei)”，“微(wei)(wei)”到一(yi)個哈欠的(de)(de)(de)推(tui)力(li)(li)(li)(li)(li)都(dou)不知道要(yao)比(bi)它(ta)大(da)上(shang)多少倍。
據計算，1微牛的(de)(de)力(li)(li)約等于1厘米頭(tou)(tou)發絲所(suo)受的(de)(de)重力(li)(li)，而“ 天琴(qin)一(yi)號(hao)”微牛級(ji)推進系統則(ze)相當于以1毫米長頭(tou)(tou)發絲所(suo)受的(de)(de)重力(li)(li)為(wei)單位去調整推力(li)(li)的(de)(de)大小，即分辨率(lv)精(jing)(jing)度為(wei)0.1微牛。這(zhe)樣高的(de)(de)精(jing)(jing)度可以持(chi)續(xu)抵(di)消太陽光(guang)壓和(he)大氣(qi)等對(dui)衛(wei)星的(de)(de)干擾(rao)，使衛(wei)星成為(wei)一(yi)個(ge)“超(chao)靜超(chao)穩”平臺。由于這(zhe)些干擾(rao)力(li)(li)會(hui)隨著環境(jing)的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)而產生極(ji)(ji)其微弱的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)，所(suo)以要求該(gai)套(tao)系統在提供(gong)極(ji)(ji)小、極(ji)(ji)精(jing)(jing)準推力(li)(li)前提下，實現極(ji)(ji)精(jing)(jing)確的(de)(de)連續(xu)調節。
據科研人(ren)員介紹，“天琴一號”微推進(jin)系統可以精(jing)確控制(zhi)1小時勻速噴出僅(jin)(jin)1毫升的氣(qi)體(ti)，而控制(zhi)流量(liang)的閥芯的行程僅(jin)(jin)有幾(ji)十納米。
“天琴一(yi)號”微牛(niu)級(ji)推(tui)進(jin)(jin)系(xi)(xi)統(tong)屬于(yu)“冷(leng)氣(qi)(qi)推(tui)進(jin)(jin)系(xi)(xi)統(tong)”。早在20世紀70年代(dai)，502所便(bian)研制出我國第一(yi)代(dai)冷(leng)氣(qi)(qi)推(tui)進(jin)(jin)系(xi)(xi)統(tong)并實現(xian)在軌應用。隨著多種類型空(kong)間(jian)推(tui)進(jin)(jin)系(xi)(xi)統(tong)的發展，冷(leng)氣(qi)(qi)推(tui)進(jin)(jin)系(xi)(xi)統(tong)曾一(yi)度淡(dan)出歷(li)史舞臺。但冷(leng)氣(qi)(qi)推(tui)進(jin)(jin)系(xi)(xi)統(tong)因其推(tui)力穩(wen)定、連續易調(diao)，推(tui)力分辨(bian)率高、推(tui)力噪聲低(di)、變(bian)推(tui)力范(fan)圍大(da)等優點(dian)，又重獲青睞(lai)。
該技術應用在新一代(dai)空間基(ji)礎物(wu)理科(ke)學探測(ce)任務(wu)、高(gao)精度(du)重力場測(ce)量任務(wu)以(yi)及高(gao)精度(du)對(dui)地(di)觀(guan)測(ce)和衛星導航等空間任務(wu)中，可滿足任務(wu)對(dui)衛星平臺(tai)“超(chao)靜(jing)低噪聲、超(chao)高(gao)精度(du)、超(chao)高(gao)穩定(ding)度(du)”的要(yao)求。
“天琴一(yi)號”微(wei)牛級(ji)變推力冷氣推進技(ji)(ji)術的在軌成功驗(yan)證，邁出(chu)了(le)空(kong)間(jian)引(yin)力波探(tan)測實質性、關鍵性的一(yi)步。面向(xiang)下一(yi)代(dai)多種空(kong)間(jian)任務對微(wei)推進的大需求，502所將持續開展更大范圍、更高精度的變推力技(ji)(ji)術研究。
【責任(ren)編(bian)輯：趙藝涵】