文章(zhang)來源：中(zhong)國航(hang)天科技集團有限(xian)公(gong)司(si) 發布時間：2021-01-13
近日，以微牛級變推(tui)力(li)(li)冷氣推(tui)進技術(shu)為依托，“天琴一(yi)號”成(cheng)功實現“無拖曳(ye)控制”。這(zhe)是我(wo)(wo)國(guo)首(shou)次完成(cheng)微牛級變推(tui)力(li)(li)冷氣推(tui)進技術(shu)的(de)在軌驗證，標志著我(wo)(wo)國(guo)成(cheng)為世界上(shang)第二個掌握該技術(shu)的(de)國(guo)家。
天琴一號(hao)衛星是(shi)我國“天琴”引力(li)(li)波探測計劃的(de)首(shou)顆技術(shu)驗證衛星，其(qi)配備的(de)微(wei)牛(niu)(niu)(niu)級(ji)變推力(li)(li)冷(leng)氣推進(jin)系統由中國航天科技集團有限公司五院502所研(yan)制。通俗來講，衛星的(de)“無拖曳控制”就(jiu)是(shi)抵消除引力(li)(li)以外所有干擾(rao)衛星的(de)力(li)(li)。衛星在天上(shang)飛(fei)，其(qi)所受(shou)的(de)干擾(rao)力(li)(li)主(zhu)要來自(zi)大(da)氣阻(zu)力(li)(li)、太陽光壓等，去掉這些干擾(rao)力(li)(li)，衛星才(cai)能成(cheng)為“超(chao)靜超(chao)穩”的(de)平臺，才(cai)能使空(kong)間引力(li)(li)波探測成(cheng)為可(ke)能。有專家形象地(di)比喻，“胖五”牛(niu)(niu)(niu)，牛(niu)(niu)(niu)在力(li)(li)量大(da)，而微(wei)牛(niu)(niu)(niu)級(ji)推進(jin)的(de)牛(niu)(niu)(niu)在于(yu)“微(wei)”，“微(wei)”到一個哈欠的(de)推力(li)(li)都不知道要比它大(da)上(shang)多少倍。
據計算，1微(wei)牛(niu)的(de)(de)(de)(de)(de)力約等(deng)于(yu)1厘米頭發絲所(suo)受的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)力，而(er)“ 天(tian)琴一(yi)號(hao)”微(wei)牛(niu)級推(tui)進系統(tong)則相當于(yu)以(yi)1毫米長頭發絲所(suo)受的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)力為(wei)(wei)單位去調整推(tui)力的(de)(de)(de)(de)(de)大小，即分辨率精(jing)(jing)度(du)為(wei)(wei)0.1微(wei)牛(niu)。這樣高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)(jing)度(du)可(ke)以(yi)持續抵消(xiao)太(tai)陽光壓和大氣等(deng)對衛星的(de)(de)(de)(de)(de)干擾(rao)，使(shi)衛星成為(wei)(wei)一(yi)個(ge)“超靜超穩”平臺(tai)。由(you)于(yu)這些(xie)干擾(rao)力會隨著環境(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)變化而(er)產生極(ji)其微(wei)弱(ruo)的(de)(de)(de)(de)(de)變化，所(suo)以(yi)要求(qiu)該套系統(tong)在(zai)提供極(ji)小、極(ji)精(jing)(jing)準推(tui)力前提下，實現極(ji)精(jing)(jing)確的(de)(de)(de)(de)(de)連續調節(jie)。
據(ju)科研人員介紹(shao)，“天琴一號”微推進系(xi)統可以(yi)精確(que)控制1小時勻速噴(pen)出僅(jin)1毫升(sheng)的(de)氣體，而控制流(liu)量的(de)閥芯的(de)行(xing)程僅(jin)有幾十納米。
“天琴一(yi)號”微牛(niu)級推(tui)(tui)(tui)進(jin)(jin)系(xi)統屬于“冷(leng)氣(qi)(qi)推(tui)(tui)(tui)進(jin)(jin)系(xi)統”。早在20世紀70年代，502所便研制出我國第一(yi)代冷(leng)氣(qi)(qi)推(tui)(tui)(tui)進(jin)(jin)系(xi)統并實現(xian)在軌應用。隨著(zhu)多種類型空(kong)間推(tui)(tui)(tui)進(jin)(jin)系(xi)統的發(fa)展，冷(leng)氣(qi)(qi)推(tui)(tui)(tui)進(jin)(jin)系(xi)統曾一(yi)度淡(dan)出歷史舞(wu)臺。但冷(leng)氣(qi)(qi)推(tui)(tui)(tui)進(jin)(jin)系(xi)統因其推(tui)(tui)(tui)力穩(wen)定(ding)、連(lian)續易調，推(tui)(tui)(tui)力分辨(bian)率高、推(tui)(tui)(tui)力噪聲低、變推(tui)(tui)(tui)力范圍大(da)等(deng)優點，又重獲(huo)青睞(lai)。
該技(ji)術應用在新一代空(kong)間基礎物(wu)理科(ke)學探測(ce)任(ren)(ren)(ren)務、高精(jing)(jing)度重力場(chang)測(ce)量任(ren)(ren)(ren)務以及高精(jing)(jing)度對(dui)地觀測(ce)和衛(wei)星(xing)導航等(deng)空(kong)間任(ren)(ren)(ren)務中(zhong)，可(ke)滿足(zu)任(ren)(ren)(ren)務對(dui)衛(wei)星(xing)平臺“超靜低(di)噪聲、超高精(jing)(jing)度、超高穩定度”的(de)要求。
“天琴一(yi)(yi)號(hao)”微(wei)牛(niu)級(ji)變(bian)推(tui)力(li)冷(leng)氣(qi)推(tui)進技(ji)術的(de)在(zai)軌成功(gong)驗證(zheng)，邁出了(le)空間引力(li)波探測(ce)實質性、關鍵性的(de)一(yi)(yi)步。面向下(xia)一(yi)(yi)代多(duo)種空間任務對(dui)微(wei)推(tui)進的(de)大(da)(da)需(xu)求，502所將持(chi)續開展(zhan)更大(da)(da)范圍(wei)、更高精(jing)度的(de)變(bian)推(tui)力(li)技(ji)術研究。
【責任編輯(ji)：趙藝(yi)涵】