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(xiàn)“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(wèi)星是我國“天琴”引力波探測計劃的首顆技術驗證衛(wèi)星，其配備的微牛級變推力冷氣推進系統(tǒng)由中國航天科技集團有限公司五院502所研制。通俗來講，衛(wèi)星的“無拖曳控制”就是抵消除引力以外所有干擾衛(wèi)星的力。衛(wèi)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(wèi)星才能成為“超靜超穩(wěn)”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(jù)計算，1微牛的力約等于1厘米頭發(fā)絲所受的重力，而“ 天琴一號”微牛級推進系統(tǒng)則相當于以1毫米長頭發(fā)絲所受的重力為單位去調(diào)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(xù)抵消太陽光壓和大氣等對衛(wèi)星的干擾，使衛(wèi)星成為一個“超靜超穩(wěn)”平臺。由于這些干擾力會隨著環(huán)境的變化而產(chǎn)生極其微弱的變化，所以要求該套系統(tǒng)在提供極小、極精準推力前提下，實現(xiàn)極精確的連續(xù)調(diào)節(jié)。

據(jù)科研人員介紹，“天琴一號”微推進系統(tǒng)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(tǒng)屬于“冷氣推進系統(tǒng)”。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(tǒng)并實現(xiàn)在軌應用。隨著多種類型空間推進系統(tǒng)的發(fā)展，冷氣推進系統(tǒng)曾一度淡出歷史舞臺。但冷氣推進系統(tǒng)因其推力穩(wěn)定、連續(xù)易調(diào)，推力分辨率高、推力噪聲低、變推力范圍大等優(yōu)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(wèi)星導航等空間任務中，可滿足任務對衛(wèi)星平臺“超靜低噪聲、超高精度、超高穩(wěn)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(zhì)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(xù)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】