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我国自主研制电推进产品首次在航天器上正式应用

科普小知识2022-10-23 10:30:45
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新华社兰州4月13日电(记者张文静、王波)中国首颗采用LIPS-200离子电力推进系统的高通量通信卫星Praxis-13 12日成功发射。这是中国首次将电力推进技术正式应用于通信卫星推进系统,这将为中国的高轨卫星带来革命性的技术突破。

离子电推进系统是兰州空间技术与物理研究所自主开发的。据了解,该研究所开展电力推进技术研究已有43年,目前拥有一系列光谱电力推进产品。2011年3月,该研究所启动了普拉西斯-13号卫星离子推进器产品的研发。截至去年4月,它已经完全完成了LIPS-200离子推进器飞行产品的研发,并交付给整个卫星。

兰州空间技术与物理研究所所长张伟文说,正如汽车的核心是发动机一样,推进系统也是卫星等航天器的核心。传统的卫星“发动机”携带化学燃料,燃烧后将化学能转化为动能,形成推力。电力推进系统使用电能而不是化学能。对于航天器来说,电能的来源是取之不尽的太阳能,太阳能被转换成电能,然后用来产生推力,使卫星完成一系列变轨和姿态保持动作

张伟文说,有了电力推进系统,卫星不再需要携带大量的化学燃料,整个卫星可以节省90%的燃料,使卫星“薄”以配备更多的有效载荷。同时,电力推进系统的定位更加准确。化学燃料的推力很大,但当它到达外层空间时,卫星处于微重力环境,需要小推力,而小推力电力推进系统能够满足精确定位和控制的要求。此外,电力推进系统还具有降低卫星发射成本和延长卫星寿命的优点。

据报道,利用电能作为航天器“引擎”的想法已经有60多年的历史了。20世纪90年代末,电推进技术首次应用于美国、俄罗斯和其他西方国家的航天器。然而,出于安全和可靠性的考虑,当时的卫星“发动机”主要是混合动力,包括化学燃料和电力推进系统。2015年,美国将通过进一步的技术研发,用电力推进系统取代所有传统的化学燃料。

兰州空间技术与物理研究所电力推进部总经理张天平表示,混合推进系统仍在卫星上使用,但这是电力推进技术在中国通信卫星平台上的首次正式应用。中国还在开发全电动推进卫星平台,预计将于2020年正式投入使用,与世界最先进技术的差距将逐渐缩小。

据介绍,“实用13”是中国第一颗高吞吐量通信卫星,其通信能力超过了中国研制和发射的通信卫星的总容量。研究人员表示,如果通信卫星过去能传输十几个标准清晰度的电视节目,将来它们将能同时传输更多的4K UHD节目,这将直接改善人们的生活。

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