文(wen)章來源：中國航天科技集團有限公司(si) 發布(bu)時間：2021-01-13
近日(ri)，以微(wei)牛級變推力冷(leng)氣推進技(ji)術(shu)(shu)為依托，“天(tian)琴(qin)一號”成(cheng)功實現“無拖(tuo)曳控制”。這是(shi)我國(guo)(guo)首(shou)次(ci)完成(cheng)微(wei)牛級變推力冷(leng)氣推進技(ji)術(shu)(shu)的在軌驗證，標志著我國(guo)(guo)成(cheng)為世界上第二個掌(zhang)握該技(ji)術(shu)(shu)的國(guo)(guo)家。
天(tian)琴一(yi)號衛(wei)星(xing)是我國(guo)(guo)“天(tian)琴”引(yin)(yin)力波探測(ce)計(ji)劃的(de)(de)(de)首顆技術(shu)驗證(zheng)衛(wei)星(xing)，其(qi)配備的(de)(de)(de)微(wei)牛(niu)級(ji)變推力冷氣(qi)推進系統由中國(guo)(guo)航天(tian)科(ke)技集團有限公司五院502所研制。通俗來講(jiang)，衛(wei)星(xing)的(de)(de)(de)“無拖曳(ye)控制”就是抵消除引(yin)(yin)力以外(wai)所有干擾(rao)衛(wei)星(xing)的(de)(de)(de)力。衛(wei)星(xing)在(zai)天(tian)上(shang)飛，其(qi)所受的(de)(de)(de)干擾(rao)力主要(yao)來自(zi)大(da)氣(qi)阻(zu)力、太陽光壓等，去(qu)掉這(zhe)些(xie)干擾(rao)力，衛(wei)星(xing)才能(neng)成為(wei)(wei)“超(chao)靜超(chao)穩”的(de)(de)(de)平臺，才能(neng)使(shi)空(kong)間引(yin)(yin)力波探測(ce)成為(wei)(wei)可能(neng)。有專家形象地比喻，“胖五”牛(niu)，牛(niu)在(zai)力量大(da)，而微(wei)牛(niu)級(ji)推進的(de)(de)(de)牛(niu)在(zai)于“微(wei)”，“微(wei)”到(dao)一(yi)個哈欠(qian)的(de)(de)(de)推力都不知道(dao)要(yao)比它大(da)上(shang)多少倍。
據(ju)計算(suan)，1微(wei)牛的(de)(de)力(li)(li)(li)約等于1厘米(mi)頭發絲所(suo)受(shou)的(de)(de)重力(li)(li)(li)，而(er)“ 天琴一(yi)號(hao)”微(wei)牛級推進(jin)系統則相(xiang)當于以(yi)1毫米(mi)長頭發絲所(suo)受(shou)的(de)(de)重力(li)(li)(li)為(wei)單位(wei)去調整(zheng)推力(li)(li)(li)的(de)(de)大(da)小(xiao)，即分辨(bian)率(lv)精(jing)度為(wei)0.1微(wei)牛。這樣高的(de)(de)精(jing)度可以(yi)持(chi)續抵消太陽光壓和(he)大(da)氣等對(dui)衛星的(de)(de)干擾，使衛星成(cheng)為(wei)一(yi)個“超靜超穩”平臺。由于這些干擾力(li)(li)(li)會隨著環境的(de)(de)變化(hua)而(er)產生(sheng)極(ji)其微(wei)弱的(de)(de)變化(hua)，所(suo)以(yi)要求該(gai)套系統在提(ti)供(gong)極(ji)小(xiao)、極(ji)精(jing)準推力(li)(li)(li)前提(ti)下，實現極(ji)精(jing)確(que)的(de)(de)連(lian)續調節。
據科研人(ren)員介紹(shao)，“天琴(qin)一號(hao)”微推進系統可以精(jing)確控(kong)制1小時勻速噴出僅(jin)1毫(hao)升的氣(qi)體，而控(kong)制流(liu)量的閥芯的行程僅(jin)有幾十納米。
“天琴一號(hao)”微牛級推(tui)進系(xi)(xi)統屬于(yu)“冷氣(qi)(qi)推(tui)進系(xi)(xi)統”。早(zao)在20世紀70年代，502所便研制出(chu)我(wo)國第一代冷氣(qi)(qi)推(tui)進系(xi)(xi)統并實現在軌應(ying)用(yong)。隨著多種類型(xing)空間推(tui)進系(xi)(xi)統的(de)發(fa)展，冷氣(qi)(qi)推(tui)進系(xi)(xi)統曾(ceng)一度(du)淡出(chu)歷史舞臺。但冷氣(qi)(qi)推(tui)進系(xi)(xi)統因其推(tui)力(li)(li)穩定(ding)、連續易調，推(tui)力(li)(li)分辨(bian)率高(gao)、推(tui)力(li)(li)噪聲低、變(bian)推(tui)力(li)(li)范圍大等(deng)優點，又重獲青睞。
該技(ji)術應用(yong)在新(xin)一(yi)代空間基礎物理科(ke)學探測(ce)任(ren)務、高精(jing)度重力場測(ce)量任(ren)務以及高精(jing)度對地觀測(ce)和衛(wei)(wei)星(xing)導航等空間任(ren)務中，可(ke)滿(man)足任(ren)務對衛(wei)(wei)星(xing)平臺“超靜低(di)噪聲、超高精(jing)度、超高穩(wen)定度”的要(yao)求。
“天琴(qin)一(yi)號(hao)”微牛(niu)級變(bian)推(tui)力(li)冷(leng)氣推(tui)進技術的(de)(de)在軌成功(gong)驗證(zheng)，邁出了空間(jian)引力(li)波探測實質性(xing)、關(guan)鍵性(xing)的(de)(de)一(yi)步(bu)。面向下一(yi)代多種空間(jian)任務對微推(tui)進的(de)(de)大需求，502所將持(chi)續開展更(geng)大范圍、更(geng)高精度的(de)(de)變(bian)推(tui)力(li)技術研(yan)究。
【責任編(bian)輯：趙藝涵】