文章來源：中國航(hang)天(tian)科技集團有(you)限公司(si) 發(fa)布時(shi)間：2021-01-13
近日，以(yi)微(wei)牛級變推(tui)(tui)力冷氣(qi)推(tui)(tui)進技(ji)(ji)術(shu)為依托，“天琴一號(hao)”成功實(shi)現“無(wu)拖曳控(kong)制(zhi)”。這是我國(guo)首次完成微(wei)牛級變推(tui)(tui)力冷氣(qi)推(tui)(tui)進技(ji)(ji)術(shu)的在軌驗證，標志著我國(guo)成為世界上第二(er)個掌握該(gai)技(ji)(ji)術(shu)的國(guo)家。
天琴(qin)一號衛(wei)星(xing)是我(wo)國(guo)“天琴(qin)”引(yin)(yin)力(li)波探(tan)測(ce)(ce)計(ji)劃的(de)首顆技(ji)(ji)術驗證衛(wei)星(xing)，其(qi)配(pei)備(bei)的(de)微(wei)牛(niu)級(ji)變推力(li)冷氣推進系統由中國(guo)航天科技(ji)(ji)集(ji)團(tuan)有(you)限公(gong)司五院502所研制。通(tong)俗(su)來講(jiang)，衛(wei)星(xing)的(de)“無拖曳(ye)控制”就是抵(di)消除引(yin)(yin)力(li)以外所有(you)干(gan)擾衛(wei)星(xing)的(de)力(li)。衛(wei)星(xing)在天上飛，其(qi)所受的(de)干(gan)擾力(li)主(zhu)要來自大氣阻(zu)力(li)、太陽光壓等，去掉這些干(gan)擾力(li)，衛(wei)星(xing)才(cai)能(neng)成為“超(chao)靜超(chao)穩(wen)”的(de)平(ping)臺，才(cai)能(neng)使(shi)空間引(yin)(yin)力(li)波探(tan)測(ce)(ce)成為可(ke)能(neng)。有(you)專家形(xing)象地比喻，“胖五”牛(niu)，牛(niu)在力(li)量大，而微(wei)牛(niu)級(ji)推進的(de)牛(niu)在于“微(wei)”，“微(wei)”到(dao)一個哈欠的(de)推力(li)都(dou)不知道要比它大上多少(shao)倍。
據計算(suan)，1微牛的(de)(de)力(li)(li)約等于1厘米頭(tou)發絲(si)所受的(de)(de)重(zhong)力(li)(li)，而“ 天琴一號(hao)”微牛級(ji)推(tui)(tui)進系統則相(xiang)當于以(yi)1毫(hao)米長頭(tou)發絲(si)所受的(de)(de)重(zhong)力(li)(li)為(wei)單位去調(diao)(diao)整推(tui)(tui)力(li)(li)的(de)(de)大(da)(da)小，即分辨率精度(du)為(wei)0.1微牛。這(zhe)樣高的(de)(de)精度(du)可以(yi)持續(xu)抵消(xiao)太陽光(guang)壓和大(da)(da)氣等對衛(wei)星(xing)的(de)(de)干擾(rao)，使(shi)衛(wei)星(xing)成(cheng)為(wei)一個(ge)“超靜(jing)超穩”平臺。由于這(zhe)些干擾(rao)力(li)(li)會隨著環(huan)境(jing)的(de)(de)變化而產(chan)生極其(qi)微弱(ruo)的(de)(de)變化，所以(yi)要求該套系統在提供極小、極精準(zhun)推(tui)(tui)力(li)(li)前提下，實(shi)現極精確的(de)(de)連續(xu)調(diao)(diao)節。
據科研人員介紹，“天琴(qin)一號”微推進系統可以精(jing)確控(kong)制(zhi)1小(xiao)時勻速噴(pen)出僅1毫(hao)升的氣體(ti)，而控(kong)制(zhi)流量的閥芯(xin)的行程僅有幾十納米(mi)。
“天琴一號”微(wei)牛級推(tui)(tui)進系(xi)統(tong)(tong)(tong)屬于“冷氣(qi)推(tui)(tui)進系(xi)統(tong)(tong)(tong)”。早(zao)在20世紀70年代(dai)，502所便研制出我國第(di)一代(dai)冷氣(qi)推(tui)(tui)進系(xi)統(tong)(tong)(tong)并實(shi)現(xian)在軌應用。隨著多種類型(xing)空間推(tui)(tui)進系(xi)統(tong)(tong)(tong)的發展(zhan)，冷氣(qi)推(tui)(tui)進系(xi)統(tong)(tong)(tong)曾一度(du)淡出歷史舞臺。但冷氣(qi)推(tui)(tui)進系(xi)統(tong)(tong)(tong)因其推(tui)(tui)力(li)穩定、連續易(yi)調(diao)，推(tui)(tui)力(li)分(fen)辨率高、推(tui)(tui)力(li)噪聲低、變推(tui)(tui)力(li)范圍大等優(you)點，又重(zhong)獲青睞。
該技術應用(yong)在新一代空間基礎物理科學探測(ce)任(ren)務、高(gao)(gao)精(jing)度(du)重力場測(ce)量任(ren)務以及高(gao)(gao)精(jing)度(du)對(dui)(dui)地觀測(ce)和衛星(xing)導(dao)航(hang)等空間任(ren)務中，可(ke)滿足任(ren)務對(dui)(dui)衛星(xing)平臺(tai)“超靜(jing)低(di)噪(zao)聲(sheng)、超高(gao)(gao)精(jing)度(du)、超高(gao)(gao)穩定度(du)”的要求。
“天琴一號(hao)”微牛級變推(tui)(tui)力冷氣推(tui)(tui)進技術的在軌成功(gong)驗證，邁(mai)出了空間引力波探(tan)測(ce)實質性、關鍵(jian)性的一步。面向(xiang)下一代多種空間任務對微推(tui)(tui)進的大需求(qiu)，502所將持續開展更大范圍、更高(gao)精(jing)度的變推(tui)(tui)力技術研究。
【責任編(bian)輯：趙藝涵】