天宫空间站电推进发动机首次实现在轨“换气”

陈小将

近日，天宫空间站电推进系统气瓶完成在轨安装任务，中国航天科技集团六院801所首次采用“换气”的方式完成电推进系统推进剂氙气的补充。

　　电推进系统，也称电推进发动机，其工作原理是先将氙气等惰性气体转化为带电离子，然后把这些离子加速并喷出以产生推进力，进而完成航天器的姿态控制、轨道修正和轨道维持等任务。
　　据介绍，负责抓总空间站电推进系统研制任务的航天科技集团六院801所设计团队，选择了在轨“换气”的方法，即当贮气模块组合体推进剂耗尽后，将由机械臂自动进行在轨更换气瓶。但由于太空环境不可控因素较多，为了保证贮气模块的顺利更换，航天员也可手动更换。

　　该团队创造性地提出了一种简化版的浮动对接形式，即通过粗定位导向装置实现机械臂初始定位，再通过自主精定位进一步修正。这种形式极大提高了对接的可靠性，即便在轨多次拆装也能保证精度满足要求。
　　同时，由于气瓶安装于统一的接口，原则上只要符合接口要求，空间站电推进系统可以安装容积不同、工作压力不同、填充气体不同的气瓶。这种设计赋予了贮气模块“百搭”、百变的特性，不仅极大增加了电推进系统的寿命和可靠性，也丰富了系统的功能。