我国完成微牛级推进技术验证

登高的温石

记者1日从中国航天科技集团五院502所获悉，以微牛级变推力冷气推进技术为依托，我国“天琴一号”卫星成功实现了“无拖曳控制”。
通俗来讲，卫星的“无拖曳控制”，是指抵消除引力以外所有干扰卫星的力。卫星在天上飞，其所受的干扰力主要来自于大气阻力、太阳光压等，去掉这些干扰力，卫星才能成为一个“超静超稳”的平台，才能使空间引力波探测成为可能。微牛级变推力技术是实施无拖曳控制的前提，也是空间推进技术发展的重要方向。
1日，科研人员再次对“天琴一号”卫星微牛级推进系统在轨数据进行了分析，结果表明主要技术参数达到了国际先进水平。这是我国首次完成微牛级变推力冷气推进技术的在轨验证，标志着我国成为了世界上第二个掌握该技术的国家，也使空间引力波探测迈出了实质性、关键性的一步。
这项技术牛在哪？近日发射的长征五号运载火箭，牛在力量大。而微牛级推进，牛在它的“微”，即使一个哈欠产生的推力都比它大许多倍。据502所专家介绍，1微牛的力大约等于1厘米头发丝的重量，而“天琴一号”微牛级推进系统分辨率精度为0.1微牛，也就是说能以相当于1毫米头发的重量为单位，调整推力大小。
这样微弱的推力，是为了持续抵消太阳光压和大气等对卫星的干扰。由于这些干扰力会随着环境变化而产生极其微弱的变化，所以要求该套系统在提供极小、极精准推力的同时，能够实现极精确的连续调节。据介绍，“天琴一号”微推进系统可以精确控制1小时匀速喷出仅1毫升的气体，而控制流量的阀芯行程仅有几十纳米。
据了解，502所早在上世纪70年代便研制出我国第一代冷气推进系统，并实现在轨应用。随着多种类型空间推进系统的发展，冷气推进系统一度淡出历史舞台。不过，由于其具备推力稳定、推力分辨率高、噪声低、连续易调、变推力范围大等优点，受到了新一代空间基础物理科学探测任务、高精度重力场测量任务以及高精度对地观测和卫星导航等空间任务的青睐。这些任务对卫星平台的统一要求是“超静低噪声、超高精度、超高稳定度”，对此，冷气推进系统是目前最优的选择。
“天琴一号”卫星是我国“天琴”引力波探测计划的首颗技术验证卫星，于2019年12月20日发射升空。