文章來源：中國航天科技集團有限公司 發布時間：2020-01-13
近日，以微牛級變推力冷氣推進技術為依托，“天琴一號”成功實現“無拖曳控制”。這是我國首次完成微牛級變推力冷氣推進技術的在軌驗證，標志著我國成為世界上第二個掌握該技術的國家。
天琴一號衛星是我國“天琴”引力波探測計劃的首顆技術驗證衛星，其配備的微牛級變推力冷氣推進系統由中國航天科技集團有限公司五院502所研制。通俗來講，衛星的“無拖曳控制”就是抵消除引力以外所有干擾衛星的力。衛星在天上飛，其所受的干擾力主要來自大氣阻力、太陽光壓等，去掉這些干擾力，衛星才能成為“超靜超穩”的平臺，才能使空間引力波探測成為可能。有專家形象地比喻，“胖五”牛，牛在力量大，而微牛級推進的牛在于“微”，“微”到一個哈欠的推力都不知道要比它大上多少倍。
據計算，1微牛的力約等于1厘米頭發絲所受的重力，而“ 天琴一號”微牛級推進系統則相當于以1毫米長頭發絲所受的重力為單位去調整推力的大小，即分辨率精度為0.1微牛。這樣高的精度可以持續抵消太陽光壓和大氣等對衛星的干擾，使衛星成為一個“超靜超穩”平臺。由于這些干擾力會隨著環境的變化而產生極其微弱的變化，所以要求該套系統在提供極小、極精準推力前提下，實現極精確的連續調節。
據科研人員介紹，“天琴一號”微推進系統可以精確控制1小時勻速噴出僅1毫升的氣體，而控制流量的閥芯的行程僅有幾十納米。
“天琴一號”微牛級推進系統屬于“冷氣推進系統”。早在20世紀70年代，502所便研制出我國第一代冷氣推進系統并實現在軌應用。隨著多種類型空間推進系統的發展，冷氣推進系統曾一度淡出歷史舞臺。但冷氣推進系統因其推力穩定、連續易調，推力分辨率高、推力噪聲低、變推力范圍大等優點，又重獲青睞。
該技術應用在新一代空間基礎物理科學探測任務、高精度重力場測量任務以及高精度對地觀測和衛星導航等空間任務中，可滿足任務對衛星平臺“超靜低噪聲、超高精度、超高穩定度”的要求。
“天琴一號”微牛級變推力冷氣推進技術的在軌成功驗證，邁出了空間引力波探測實質性、關鍵性的一步。面向下一代多種空間任務對微推進的大需求，502所將持續開展更大范圍、更高精度的變推力技術研究。
【責任編輯：趙藝涵】