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小衛(wèi)星敢跟“胖五”掰手腕

不比勁兒大，就比勁兒小

誰敢跟“胖五”——中國最大推力火箭長征五號(hào)掰手腕？

還真有，主角是一顆名為“天琴一號(hào)”的衛(wèi)星，不過，它不是跟“胖五”比誰的勁兒大，而是跟它比誰的勁兒小。

來自中國航天科技集團(tuán)五院的消息稱，該院502所科研人員依托我國“天琴一號(hào)”衛(wèi)星，在我國航天歷史上首次完成“微牛級(jí)變推力冷氣推進(jìn)技術(shù)”的在軌驗(yàn)證，標(biāo)志著我國成為世界上第二個(gè)掌握該技術(shù)的國家。

比誰的勁兒足夠小——這項(xiàng)技術(shù)牛嗎，又有何難？

“胖五”長征五號(hào)運(yùn)載火箭，牛在力量大。而微牛級(jí)推進(jìn)，牛在它的“微”，它的“小”——即使一個(gè)“哈欠”產(chǎn)生的推力都比它大許多倍。

據(jù)五院502所專家介紹，1微牛的力，大約等于1厘米頭發(fā)絲的重量，而“天琴一號(hào)”微牛級(jí)推進(jìn)系統(tǒng)分辨率精度為0.1微牛，也就是說能以相當(dāng)于1毫米頭發(fā)的重量為單位，調(diào)整推力大小。

“天琴一號(hào)”是我國“天琴”引力波探測計(jì)劃的首顆技術(shù)驗(yàn)證衛(wèi)星，于2019年12月20日發(fā)射升空。

2020年1月初，五院502所科研人員以微牛級(jí)變推力冷氣推進(jìn)技術(shù)為依托，對(duì)“天琴一號(hào)”衛(wèi)星成功實(shí)現(xiàn)了“無拖曳控制”，對(duì)該衛(wèi)星微牛級(jí)推進(jìn)系統(tǒng)在軌數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明主要技術(shù)參數(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

所謂衛(wèi)星的“無拖曳控制”，通俗來說，就是指抵消除引力以外所有干擾衛(wèi)星的力。

衛(wèi)星在天上飛，其所受的干擾力主要來自大氣阻力、太陽光壓等，去掉這些干擾力，衛(wèi)星才能成為一個(gè)“超靜超穩(wěn)”的平臺(tái)，才能使空間引力波探測成為可能。

微牛級(jí)變推力技術(shù)是實(shí)施無拖曳控制的前提，也是空間推進(jìn)技術(shù)發(fā)展的重要方向。

五院502所專家告訴記者，這樣微弱的推力，是為了持續(xù)抵消太陽光壓和大氣等對(duì)衛(wèi)星的干擾。由于這些干擾力會(huì)隨著環(huán)境變化而產(chǎn)生極其微弱的變化，所以要求該套系統(tǒng)在提供極小、極精準(zhǔn)推力的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)極精確的連續(xù)調(diào)節(jié)。

據(jù)介紹，“天琴一號(hào)”微推進(jìn)系統(tǒng)可以精確控制“1小時(shí)勻速噴出僅1毫升的氣體”，而控制流量的閥芯行程僅有幾十納米——這些沒有足夠的定力和能耐，可是做不到的。

早在20世紀(jì)70年代，五院502所便研制出我國第一代冷氣推進(jìn)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)在軌應(yīng)用。隨著多種類型空間推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)展，冷氣推進(jìn)系統(tǒng)一度淡出歷史舞臺(tái)。不過，由于其具備推力穩(wěn)定、推力分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，受到了新一代空間基礎(chǔ)物理科學(xué)探測任務(wù)和衛(wèi)星導(dǎo)航等空間任務(wù)的青睞。

如今，“天琴一號(hào)”微牛級(jí)變推力冷氣推進(jìn)技術(shù)的在軌成功驗(yàn)證，邁出了空間引力波探測實(shí)質(zhì)性、關(guān)鍵性的一步。

?記者 邱晨輝