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空間中心助力“太極一號”衛星成功在軌驗證微牛級電推進技術

文章來源: | 發布時間:2019-11-06 | 【打印】【關閉】

2019831741分,中國科學院空間科學(二期)戰略性先導科技專項首發星——“太極一號”衛星在酒泉衛星發射中心成功發射。複雜航天系統電子信息技術重點實驗室(以下簡稱“系統室”)和空間環境探測重點實驗室(以下簡稱“探測室”)負責其中微推電控箱的研制。

依靠射頻微推子系統和霍爾微推子系統(圖1),“太極一號”衛星在國際上首次實現了微牛級射頻離子和雙模霍爾電推進技術的在軌驗證,並成功進行了我國首次在軌無拖曳控制技術試驗,對在軌測試數據分析表明,微推進器推力分辨率達到亞微牛量級,約爲一粒芝麻重量的萬分之一。

1 射频微推子系统和霍尔微推子系统推力器头安装示意圖

射频微推子系统和霍尔微推子系统的核心控制单元分别是射频微推电控箱(圖2)和霍尔微推电控箱(圖3),相當于微推進系統的大腦,指揮微推進系統按照流程完成任務。其中射頻微推電控箱由系統室和探測室聯合研制,霍爾微推電控箱由系統室獨立研制。

2 射頻微推電控箱正樣件産品

3 霍爾微推電控箱正樣件産品

受限于科學目標和發射窗口,設備的研發周期短、任務難度大、精度和可靠性要求高。系統室和探測室接到研制任務後,緊急抽調參與過多個航天型號的核心技術人員組成研制隊伍。雖然他們平均年齡不到35歲,卻有著豐富的航天産品開發經驗。項目組成員不畏挑戰、攻堅克難,節假日無休,在研制任務最緊張的階段,甚至連續一周每天工作接近20个小時。最终,在不到10个月的時间里,完成了常规任务型号2~3年才能完成的工作;突破了非线性可变负载阻抗匹配、网络式补偿及可变偏置功率稳定、高精度实時闭环控制算法等多项微牛量级电推进控制的关键技术,充分体现了特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献的航天精神。

项目组成员并没有满足于现阶段所取得的成绩,对电控箱的运算能力、采集精度、控制算法的精度和实效性等方面,正继续展开积极探索和关键技术攻关,以期获得更大的提升,为后续太极计划“双星”和“三星”的顺利开展做好技术储备,为中国太空探索的宏圖画上精彩的一笔。

(供稿:系統室、探測室)