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“实践十三号”用上兰州高科技

发布时间: 2017-04-14 11:38:00 来源: 兰州日报 作者: 记者 孙理

“实践十三号”用上兰州高科技

航天510所研制离子电推进系统未来将广泛应用于深空探测

试验工作

LIPS-200离子推力器

装配现场

4月12日,配置了510所研制的LIPS-200离子电推进系统搭载我国首颗高通量通信卫星实践十三号发射成功,该星通信总容量可达到20G以上,超过我国此前所有通信卫星容量的总和,如果说过去通信卫星传送十几套标清电视节目,未来则能同时传送数量更多的4K超高清节目,这将直接改善我们的生活。

本次随实践十三发射升空的LIPS-200离子火箭发动机是我国空间电推进技术首次正式应用,可以说这一应用将为我国高轨卫星带来革命性的技术突破。而该系统则是由兰州空间物理研究所(即航天510所)经过多年科研攻关研制成功的。

我国首次正式使用离子电意义重大

什么是离子电推进系统?它与以往的用化学燃料的推进器有什么差别呢?510所离子电推进事业部经理张天平研究员告诉记者,所谓的离子电推进系统就是通常所说的电火箭,属于非常规推进系统。是借助电能使工质离解成为带电粒子,再通过加速这种带电粒子流来获得推力。它的排气速度很高,每秒可达几十公里、几百公里,甚至更高。传统的火箭是通过尾部喷出高速的气体实现向前推进的。离子推进器也是采用同样的喷气式原理,但是它并不是采用燃料燃烧而排出炽热的气体,它所喷出的是一束带电粒子或是离子。它所提供的推动力或许相对较弱,但关键的是这种离子推进器所需要的燃料要比普通火箭少得多。只要离子推进器能够长期保持性能稳定,它最终将能够把太空飞船加速到更高的速度。

510所所长张伟文介绍,目前,应用电推进系统已成为国际通信卫星是否先进的标准。国际宇航界已形成普遍共识,没有电推进系统的卫星将缺乏竞争力。如同汽车的核心是发动机一样,推进系统是航天器的核心。“与航天器用化学燃料排出炽热气体的推进方式相比,电推进技术有大幅减少推进剂燃料、定位更精准等优势。”他说。

此次实践十三号上运用的离子电推进系统由4台LIPS-200离子火箭发动机、2套电源处理单元、1套推进剂贮供单元组成。系统可以用于完成卫星定点后15年全寿命期间的南北位置保持任务。510所从2011年3月起承担该任务,历经5年的研制攻关,完成了飞行产品的研制交付和AIT阶段的测试工作。并且系统中所用的空心阴极,环尖场放电室优化设计技术、精密栅极组件设计和制造技术,电压、大功率电源处理单元研制技术等多项技术均属510所自主知识产权,打破了国际上对这些技术的垄断。

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