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    前不久,中國成功發(fā)射實踐十三號衛(wèi)星,讓中國航天人為之振奮。原因之一是電推進(jìn)技術(shù)首次在中國衛(wèi)星上得到應(yīng)用,這標(biāo)志著中國電推進(jìn)技術(shù)正式邁向工程應(yīng)用階段,比肩國際一流。
       
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    中國航天人如何攻克電推進(jìn)技術(shù)難關(guān)?

    海口網(wǎng) http://www.7392.org 時間:2017-04-24 08:19

      新華社北京4月23日電題:為“中國星”裝上先進(jìn)“發(fā)動機(jī)”——中國航天人如何攻克電推進(jìn)技術(shù)難關(guān)?

      新華社記者張文靜、白國龍、王博

      前不久,中國成功發(fā)射實踐十三號衛(wèi)星,讓中國航天人為之振奮。原因之一是電推進(jìn)技術(shù)首次在中國衛(wèi)星上得到應(yīng)用,這標(biāo)志著中國電推進(jìn)技術(shù)正式邁向工程應(yīng)用階段,比肩國際一流。

      電推進(jìn)技術(shù)是什么?它對中國航天有多重要?歷時43年的技術(shù)攻關(guān)之路有多難?在第二個“中國航天日”前夕,記者來到蘭州空間技術(shù)物理研究所(中國航天科技集團(tuán)公司五院510所),從電推進(jìn)技術(shù)研發(fā)專家口中尋找答案。

      “解鎖”電推進(jìn)“新技能”比肩世界一流

      如同汽車的核心是發(fā)動機(jī)一樣,推進(jìn)系統(tǒng)是衛(wèi)星等航天器的核心。

      傳統(tǒng)的衛(wèi)星“發(fā)動機(jī)”通過攜帶化學(xué)燃料,經(jīng)燃燒后將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成動能形成推力,來保持衛(wèi)星的軌道位置。

      中國航天科技集團(tuán)公司五院實踐十三號衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮周志成說,實踐十三號衛(wèi)星的電推進(jìn)系統(tǒng)采用的是氙離子推力器,是對衛(wèi)星太陽帆板轉(zhuǎn)化來的電能做高電壓處理,用上千伏的電壓將氙氣在真空中電離,通過加速柵極噴射出來從而獲得調(diào)整衛(wèi)星軌道的推力。

      蘭州空間技術(shù)物理研究所型號指揮劉奎武說,電推進(jìn)系統(tǒng)比常規(guī)的化學(xué)推進(jìn)效能提升10倍,可延長衛(wèi)星壽命,幫衛(wèi)星省去90%的化學(xué)燃料,大大減輕發(fā)射重量,提高定位精度,正逐漸成為世界各國衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)的主流。

      據(jù)介紹,人類用電能作為航天器“發(fā)動機(jī)”的構(gòu)想,已有60多年歷史。上世紀(jì)90年代末,電推進(jìn)技術(shù)在美國、俄羅斯等西方國家的航天器上已率先應(yīng)用。出于安全可靠考慮,當(dāng)時的衛(wèi)星“發(fā)動機(jī)”多為混合動力,既有化學(xué)燃料,又有電推進(jìn)系統(tǒng)。4月12日,我國發(fā)射的實踐十三號衛(wèi)星也采用了“雙保險”的混合動力推進(jìn)系統(tǒng)。

     ?。玻埃保的辏绹鴮鹘y(tǒng)化學(xué)燃料推進(jìn)系統(tǒng)全部替代為電推進(jìn)系統(tǒng),即“全電推技術(shù)”,這是當(dāng)前世界上最先進(jìn)的水平。

      我國正在開發(fā)全電推衛(wèi)星平臺,預(yù)計2020年之前將實現(xiàn)應(yīng)用。

      三代人接力攻關(guān) 堅守43年終克難

      電推進(jìn)技術(shù)是空間技術(shù)里的“硬骨頭”,從研制、地面試驗、在軌飛行到正式應(yīng)用,中國足足用了43年。蘭州空間技術(shù)物理研究所先后有數(shù)百名共三代航天人投入電推進(jìn)技術(shù)的研究中。

     ?。保梗罚茨辏瑫r任研究所第一任所長金建中在國內(nèi)率先提出開展研究電推進(jìn)技術(shù)的構(gòu)想,并獲得國家相關(guān)部門批準(zhǔn)。對當(dāng)時我國航天事業(yè)的實際需求來說,這一技術(shù)研究非常超前。同一時期,歐美航天強(qiáng)國也開展了電推進(jìn)技術(shù)攻關(guān)。1988年,該所電推進(jìn)技術(shù)的相關(guān)研究項目榮獲國家科技進(jìn)步一等獎。

      隨后的十余年里,由于沒有強(qiáng)有力的宇航需求推動,電推進(jìn)技術(shù)缺乏項目和經(jīng)費(fèi)支持。

      “因為相信這項技術(shù)肯定有廣闊的應(yīng)用前景。即便在極端困難的條件下,所里也節(jié)衣縮食擠出經(jīng)費(fèi),保證電推進(jìn)研究隊伍沒有散、研究不間斷?!碧m州空間技術(shù)物理研究所所長張偉文說,研究所的研究底蘊(yùn)和技術(shù)積累,使得在國家提出要應(yīng)用電推進(jìn)技術(shù)時,他們有能力沖在最前面。

      “航天是高投入、高風(fēng)險的行業(yè),我們必須確保萬無一失?!碧m州空間技術(shù)物理研究所事業(yè)部總經(jīng)理張?zhí)炱浇榻B,歷經(jīng)12000小時的模擬實驗,LIPS-200離子電推進(jìn)系統(tǒng)終于研制成功,并在實踐十三號衛(wèi)星上順利應(yīng)用。

      “堅守了43年,我們終于迎來了電推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的‘春天’。這是中國三代航天人共同努力取得的成績?!睆垈ノ慕邮苡浾卟稍L時說道。

      新技術(shù)未來應(yīng)用“海闊天空”

      當(dāng)前中國航天技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)不能沒有電推進(jìn)技術(shù),未來人類要想開展更加遙遠(yuǎn)的深空探測,電推進(jìn)系統(tǒng)是必然選擇。

      研究人員認(rèn)為,除了中等容量和大容量衛(wèi)星需要應(yīng)用電推進(jìn)系統(tǒng),一些超大規(guī)模的航天飛行器和微小型的衛(wèi)星也都需要不同規(guī)模的電推進(jìn)系統(tǒng)。從實踐十三號衛(wèi)星開始,中國電推進(jìn)系統(tǒng)將朝著“一中一超一微”方向發(fā)展。

      張偉文介紹,“一中”即1000瓦至5000瓦范圍內(nèi)的中等功率電推進(jìn)系統(tǒng);“一微”即幾瓦到幾十瓦之間的微小功率電推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用:“一超”即超大功率電推進(jìn)系統(tǒng)的研制和應(yīng)用。

      今年即將發(fā)射的“翱翔三號”微小衛(wèi)星將應(yīng)用微小電推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行飛行試驗?!澳壳拔覀冋ゾo研制的是50千瓦超大功率的電推進(jìn)系統(tǒng)?!睆垈ノ恼f,“很難想象43年前開始的一項研究活動,要等43年才能得到應(yīng)用,這需要多么大的定力?!?/p>

      蘭州空間技術(shù)物理研究所黨委書記李毅軍說,隨著中國電推進(jìn)技術(shù)的不斷進(jìn)步,中國航天人對浩瀚宇宙的探索也將越來越深遠(yuǎn)。

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    [來源:新華社] [作者:李志強(qiáng)] [編輯:楊海成]
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