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本公司北京4月23日电题:“中国之星”上安装先进的“发动机”——中国宇航员如何突破电力推进技术难关?
本公司记者张静、白国龙、王博
前几天,中国成功发射了实践13号卫星,振奋了中国宇航员。 原因之一是电力推进技术首次应用于中国卫星,这标志着中国电力推进技术正式走向工程应用阶段,成为国际一流。
电力推进技术是什么? 对中国的航天有多重要? 历时43年的技术难关有多难? 第二个“中国航天日”前夕,记者来到兰州空间技术物理研究所(中国航天科技集团企业五院510所),从电力推进技术研发专家口中寻找答案。
“开锁”电推进“新技能”世界一流
正如车的中心是发动机一样,推进系统是卫星等宇宙机的中心。
一直以来流传的卫星“发动机”通过携带化学燃料,燃烧后将化学能转换成动能形成推力,维持了卫星的轨道位置。
中国航天科技集团企业五院实践十三号卫星系统总指挥周志成表示,实践十三号卫星的电力推进系统使用的是氙气离子推进器,用高电压解决了卫星太阳能面板转换的电能,用数千伏特的电压将氙气变为真空
兰州空间技术物理研究所模式指挥刘奎武表示,电推进系统比常规化学推进性能提高10倍,延长卫星寿命,节约卫星化学燃料90%,大幅度减轻发射重量,提高定位精度,已成为世界各国卫星推进系统的主流
据介绍,人类使用电力作为航天器“发动机”的构想,已经有60多年的历史。 20世纪90年代末,电力推进技术率先应用于美国、俄罗斯等西方国家的航天器。 考虑到安全性,当时的卫星“发动机”多为混合动力,有化学燃料和电力推进系统。 4月12日,我国发射的实践十三号卫星也使用了“双保险”的混合推进系统。
2015年,美国将之前传入的化学燃料推进系统全部替换为电力推进系统,即“全电推进技术”。 这是目前世界上最先进的水平。
我国正在开发全电推卫星平台,预计到2020年实现应用。
三代接力的难关将守护43年末的困难
电力推进技术是空间技术中的“硬骨头”,从研制、地面试验、轨道飞行到正式应用,中国已活跃了43年。 在兰州空间技术物理研究所,数百名共计3代的宇航员相继投入了电力推进技术的研究。
1974年,时任研究所首任所长金建中提出国内首次研究电力推进技术的构想,并得到国家相关部门批准。 对当时我国航天事业的实际诉求来说,这项技术研究非常先进。 同一时期,欧美航天强国也开展了电力推进技术攻关。 1988年,该所电气推进技术的相关研究项目获得国家科技进步一等奖。
在随后的十余年中,由于没有推进强有力的航天指控,电力推进技术缺乏项目和经费支持。
“因为我相信这项技术一定有广阔的应用前景。 即使在极端困难的条件下,所内也要节衣缩食,挤出经费,电力推进研究小组不流失,研究不中断。” 兰州空间技术物理研究所所长张伟文表示,凭借研究所的研究基础和技术积累,当国家提出应用电力推进技术时,他们有带头的能力。
“航天是高投入、高风险的领域,必须力求万无一失”兰州空间技术物理研究所事业部社长张天平介绍,经过12000小时的模拟,LIPS-200离子电推进系统终于开发成功,实践13号。
“坚守了43年,我们终于迎来了电力推进技术的应用‘春天’。 这是中国三代宇航员共同努力取得的成绩。 ”。 张伟文在接受记者采访时说。
新技术未来应用“海广天空”
当今中国航天技术的快速发展没有电力推进技术,未来人类要开展更远的深度空探测,电力推进系统必然会被选择。
研究人员认为,中容量和大容量卫星需要电力推进系统,此外,稍超大规模的航天飞机和微小型卫星也需要不同规模的电力推进系统。 从卫星13号的实践来看,中国的电力推进系统将向“一中一超一微”的方向迅速发展。
张伟文介绍了“一中”即1000瓦至5000瓦范围内的中电力电气推进系统。 “一微”,即几瓦到几十瓦之间的微小电力电推进系统的应用:“一超”是超大电力电推进系统的开发和应用。
今年发射的“飞翔3号”微小卫星将应用微小电力推进系统进行飞行实验。 “现在我们急需开发的是50千瓦超大电力的电力推进系统。 ”张伟文说:“我不太能想象43年前开始的研究活动,要等43年才能应用。 这需要多么大的力量啊。”
兰州空间技术物理研究所党委书记李毅军表示,随着中国电力推进技术的进步,中国宇航员对浩瀚宇宙的探索也将越来越深入。
来源:人民视窗网
标题:“中国航天人怎么攻克电推进技术难关?”
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