文章來源：中國航天科(ke)技集團有(you)限公司 發布(bu)時間(jian)：2021-01-13
近日，以微(wei)牛級變(bian)推力冷(leng)氣推進(jin)技術為(wei)依托，“天琴一號”成功實現“無拖曳控制”。這(zhe)是我國(guo)首次完成微(wei)牛級變(bian)推力冷(leng)氣推進(jin)技術的(de)(de)在軌驗證，標志(zhi)著我國(guo)成為(wei)世(shi)界(jie)上第二個掌(zhang)握(wo)該(gai)技術的(de)(de)國(guo)家(jia)。
天(tian)琴一(yi)(yi)號衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)我國(guo)“天(tian)琴”引力波探測計劃的(de)首顆技術驗證衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)，其(qi)配備的(de)微牛(niu)級變推力冷氣推進(jin)系統由(you)中國(guo)航天(tian)科技集(ji)團有限公司五(wu)院502所(suo)研制(zhi)。通(tong)俗來講(jiang)，衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)“無(wu)拖(tuo)曳(ye)控制(zhi)”就(jiu)是(shi)(shi)抵消除(chu)引力以外所(suo)有干擾(rao)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)力。衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)在天(tian)上飛，其(qi)所(suo)受(shou)的(de)干擾(rao)力主要(yao)來自(zi)大氣阻力、太陽光(guang)壓等，去掉這些干擾(rao)力，衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)才能(neng)成為“超(chao)靜超(chao)穩”的(de)平臺，才能(neng)使空間引力波探測成為可能(neng)。有專家形象地比喻，“胖五(wu)”牛(niu)，牛(niu)在力量(liang)大，而微牛(niu)級推進(jin)的(de)牛(niu)在于(yu)“微”，“微”到一(yi)(yi)個哈欠的(de)推力都不(bu)知道要(yao)比它大上多少倍。
據計(ji)算，1微牛(niu)的力(li)約等于(yu)1厘米頭發絲(si)所(suo)受的重(zhong)力(li)，而“ 天琴一號”微牛(niu)級(ji)推(tui)(tui)進系(xi)統(tong)則相當于(yu)以(yi)1毫米長頭發絲(si)所(suo)受的重(zhong)力(li)為(wei)單位(wei)去調整推(tui)(tui)力(li)的大(da)小，即分辨(bian)率(lv)精度(du)(du)為(wei)0.1微牛(niu)。這樣高的精度(du)(du)可以(yi)持(chi)續抵消太陽(yang)光壓和大(da)氣等對衛(wei)星(xing)的干(gan)擾(rao)，使衛(wei)星(xing)成(cheng)為(wei)一個“超(chao)靜超(chao)穩”平臺。由于(yu)這些干(gan)擾(rao)力(li)會隨著環境(jing)的變(bian)化(hua)(hua)而產(chan)生極(ji)其微弱的變(bian)化(hua)(hua)，所(suo)以(yi)要求該套(tao)系(xi)統(tong)在提供極(ji)小、極(ji)精準推(tui)(tui)力(li)前提下，實(shi)現極(ji)精確的連續調節(jie)。
據科研人員介(jie)紹，“天琴一號”微推進系統可以精確(que)控制1小時(shi)勻速噴出僅(jin)1毫升的(de)氣體，而控制流量的(de)閥芯的(de)行程(cheng)僅(jin)有幾十納(na)米。
“天琴一(yi)號(hao)”微牛(niu)級推(tui)(tui)(tui)(tui)進系(xi)統(tong)屬于“冷氣推(tui)(tui)(tui)(tui)進系(xi)統(tong)”。早在(zai)20世紀(ji)70年代，502所便研制出(chu)我國第(di)一(yi)代冷氣推(tui)(tui)(tui)(tui)進系(xi)統(tong)并實現在(zai)軌應用。隨著多(duo)種類型空間(jian)推(tui)(tui)(tui)(tui)進系(xi)統(tong)的發展，冷氣推(tui)(tui)(tui)(tui)進系(xi)統(tong)曾(ceng)一(yi)度淡出(chu)歷史舞臺。但冷氣推(tui)(tui)(tui)(tui)進系(xi)統(tong)因其推(tui)(tui)(tui)(tui)力穩定、連續易調，推(tui)(tui)(tui)(tui)力分辨(bian)率高、推(tui)(tui)(tui)(tui)力噪聲低、變推(tui)(tui)(tui)(tui)力范圍大等優(you)點，又(you)重(zhong)獲(huo)青睞。
該技術應用在新(xin)一代空間(jian)基礎(chu)物理科學探測(ce)任務(wu)、高(gao)精(jing)度重力(li)場測(ce)量任務(wu)以及高(gao)精(jing)度對地觀(guan)測(ce)和衛星導航等空間(jian)任務(wu)中，可滿(man)足任務(wu)對衛星平臺“超(chao)靜低(di)噪聲(sheng)、超(chao)高(gao)精(jing)度、超(chao)高(gao)穩定(ding)度”的要求。
“天(tian)琴一號”微牛級變(bian)推(tui)力(li)冷氣推(tui)進技(ji)術(shu)的在軌成(cheng)功驗證，邁出了空(kong)間(jian)引力(li)波探測實(shi)質性、關鍵(jian)性的一步。面向下一代(dai)多種空(kong)間(jian)任務(wu)對微推(tui)進的大(da)需(xu)求，502所將持續開(kai)展更大(da)范圍、更高精度的變(bian)推(tui)力(li)技(ji)術(shu)研究。
【責任編輯：趙藝涵】