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离子电推进系统开启中国航天器电推进时代

  在2014年到来之际,我国自主研制的LIPS-200离子电推进系统鉴定产品在510所启动长寿命地面考核验证试验。该专项试验整合大量的人力、物力、财力,将历时两年,工作时间11000小时,力求突破15000小时,预计累计完成6000~8000次开关机点火试验。

  LIPS-200离子电推进系统已于2012年10月在我国实践九号卫星上成功完成空间飞行试验验证。在此基础上,510所瞄准我国高轨道通信卫星平台和空间站建设,集中力量攻坚克难,着力提升产品的成熟度和长寿命高可靠水平,取得了新的突破。此次试验将是对该产品的寿命和可靠性进行的一次全方位检验,也是电推进型号应用阶段必须开展的一项重大试验,它开启了电推进系统全面型号应用的新时代。

  40年坚守

  突破电推进系统核心技术

  目前,我国发射的航天器一直由化学燃料执行空间推进职能,为了完成变轨、姿态调整和南北位置保持任务,航天器需要携带大量燃料。举例来说,我国目前一颗15年寿命的高轨道卫星大约重4.8吨,而化学燃料贮箱重量就达3吨。如果采用LIPS-200电推进系统替代化学推进,仅南北位置保持就可省去810公斤燃料,如果执行全电推进方案,整星重量将降至2吨以下,从而大幅提升我国通信卫星的容量和国际竞争力。

  电推进技术是当前最为先进的空间推进技术,其基本原理是通过把外部电能转化为推进剂喷射动能,从而产生推力的一种反作用式推力系统。欧美自上世纪60年代起开始研制,于90年代初步开始应用,产生了良好的经济效益,形成了竞争优势。

  美国休斯702SP平台已于2012年3月完成了全电推进平台建设,实现了这一重大目标,并已进入商业化发展阶段。

  510所于上世纪70年代初几乎与国外同期开展了电推进技术攻关,研制成功直径为8厘米的离子电推进系统,于1987年获得国家科技进步一等奖。

  在随后的10余年里,因无需求牵引,该所在没有国家项目和经费支持的困难条件下,坚守理想信念,保留最核心的专业研究队伍,自筹资金持续不断地开展技术攻关。

  “十五”以来,国家逐步加大了科技创新投入,该所积极争取国家项目立项,并在中国航天科技集团公司和五院创新基金的支持下,加大自主投入力度,加快技术成果应用,先后研制成功LIPS-200离子电推进系统试验样机、工程样机和飞行验证产品,成功突破了LIPS—200离子电推进系统及各单机的关键技术,使之成为具备在轨应用条件的成熟工程产品。

  40年孤独坚守,40年埋头攻关,该所广大干部职工自力更生、艰苦奋斗,从预研成果到工程样机,再到型号产品,逐步跨越了电推进研制的关键阶段。几十年来,无论多么艰难,该所始终把促进我国电推进技术发展作为光荣职责和坚定追求,矢志不渝,从未放弃。

  四次跨越

  我国电推进系统的发展历程

  从电推进系统的研制历程看,一般来说,从技术开发到型号应用,必须步步为营,要经历四个不可逾越的发展阶段,每一个阶段都有其特定的技术目标。

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