空间电推进技术发展及应用展望

我国空间电推进技术已进入成熟和全面应用的新阶段。为进一步促进电推进技术发展,加速推动空间动力领域技术进步,采用调研、对比分析的方法,以功率为划分标准,重点结合未来空间任务对电推进的应用需求,针对电推进各技术方向的特点,从“中、微、超”3个功率区间对空间电推进进行了分类综述。总结了国内外电推进技术的发展现状和存在的不足,提出了需要攻克的关键难点,研判了发展的主要趋势,归纳了存在的共性问题,提出了未来10年空间电推进技术的发展建议,供我国卫星用户、总体单位和空间电推进专业技术单位参考。

电推进技术在通信卫星领域工程化应用综述

结合主流离子和霍尔电推进技术特点,介绍其用于地球同步轨道(GEO)卫星和低地球轨道(LEO)卫星的不同优势。从空间任务定位、产品特点、不同轨道高度空间环境差异等角度,分析电推进技术发展在轨道转移、高精度推力矢量控制等方面的总体需求及应用特点。提出电推进技术在通信卫星领域工程化应用在指标、布局、卫星匹配性等方面的系统设计思路,以及产品化、电磁兼容性设计、可靠性和长寿命验证等方面的发展建议,可为后续电推进产品研制提供参考。

中国电推进技术发展及展望

为了促进国内电推进技术的发展,简要介绍了国际上主要电推力器的种类和特点,并结合国外电推进技术的研究及在轨应用情况,介绍了中国电推进技术发展过程和应用现状,总结了国内外电推进技术的发展趋势。在此基础上,根据国内深空探测、商业航天、重力场测量、引力波探测等空间任务对推进器的高比冲、长寿命、宽调节范围、低成本、高精度等需求,提出了国内电推进技术应该将小型离子推力器、大型霍尔推力器、脉冲等离子体推力器以及无拖曳控制推力器作为重点发展方向的建议。

多任务模式电推进技术

调研了多任务模式电推进技术在地球静止轨道卫星和深空探测器中的应用情况,电推进技术的应用由南北位置保持任务模式逐步向南北位置保持和轨道转移等多任务模式发展;总结了多任务模式电推进技术在功率需求、比冲、推力等方面的技术特点;从卫星平台技术、推力器技术、可变功率电源转换及控制技术、可变流量调节技术,以及多自由度、大角度矢量调节技术等方面,分析了多任务模式电推进在工程应用中要解决的关键技术。

重力场测量卫星应用电推进技术

全球重力场的精确测量对于地球物理学、卫星定轨等均有至关重要的意义。对于全球重力场测量卫星而言,其姿态和轨道的保持精度直接影响着全球重力场测量的精度。从重力场测量卫星要求出发,对卫星参数进行了假设,对重力场测量卫星采用离子推进技术的适用性进行了分析。

电推进技术的研究应用现状及其发展趋势

简述了电推进的工作原理、基本分类以及各形式电推进(电热式、电磁式和静电式)的主要特点;重点论述了世界各国电推进技术的研制和应用现状,以及电推进技术的发展趋势和应用前景;最后简述了我国电推进技术的研究现状,并提出了加快我国电推进技术发展的建议。

电推进技术在全电推进卫星平台的应用研究

全电推进卫星平台能够大幅度降低卫星平台的推进剂需求量,并带来包括减轻卫星发射重量、提高卫星有效载荷能力、延长卫星服役寿命等方面的经济效益.通过调研全电推进卫星平台的进展情况,梳理了全电推进卫星平台对电推进的任务需求,设计了全电推进系统方案及应用模式,经过分析计算,卫星发射重量在2 000 ～3 000 kg 之间,在半年之内完成卫星轨道转移,需要单台推力器推力达到200～300 mN,选择适当的轨道策略,全电推进系统是可以满足任务需求的.

我国通信卫星电推进技术的工程应用

随着我国国民经济和国防建设的快速发展，对我国通信卫星的发展需求日益迫切，对通信卫星技术创新、产品创新、体制创新提出了更高的要求。为适应新形势下的发展需要，在东方红-2、3、4卫星平台的基础上，我国独立自主地开展了新一代通信卫星平台的研制工作。

兰州空间技术物理研究所吸气式电推进技术进展

吸气式电推进技术是将超低轨空间的环境气体工质收集、增压、电离以及加速产生推力的技术,是一项具有里程碑意义的航天器动力技术。兰州空间技术物理研究所开展了近10年吸气式电推进技术研究。主要介绍了兰州空间技术物理研究所吸气式电推进技术的最新进展,包括吸气式电推进系统方案和应用分析;基于理论分析和数值计算进行的气体收集增压技术研究和电推力器技术研究等。给出了利用研制的吸气式电推进系统原理样机开展地面试验得到的结果和后续研究计划。结果表明,兰州空间技术物理研究所提出的吸气式电推进系统方案能够满足250 km左右轨道高度上特定构型航天器的阻尼补偿需求。

电推进技术在通信卫星平台上的应用

2016年6月15日，波音卫星系统公司（BSS）制造的亚洲广播卫星-2A（ABS-2A）和欧洲通信卫星-117西B（EuteIsat-117WestB）2颗全电推进卫星由猎鹰-9（FaIcon--9）火箭以“一箭双星”的方式成功发射。电推进技术在商业通信卫星上的应用越来越广泛。

霍尔电推进技术的发展与应用

霍尔电推进具有推力密度大、推力功率比大、比冲高及系统可靠等优点,在20世纪60~70年代突破关键技术、完成空间试验后,在俄、美、欧等航天器上获得大量应用,执行位置保持、轨道转移、轨道调整和深空探测主推进等任务。目前,100 W级到5 k W级功率的霍尔推力器已经实现在轨应用,100 k W功率的霍尔推力器已在研制中。针对未来载人深空探测、GEO卫星、低轨和超低轨卫星及轨道机动飞行器等任务需求,霍尔电推进朝着更大功率包络,更强多模式调节能力,更高性能,更长寿命及推进剂多样化等方向发展。在分析霍尔电推进技术特点和适用任务后,对国内外霍尔电推进技术的发展现状、任务应用等进行了综述,最后对霍尔电推进的发展趋势进行了展望。

离子电推进技术:四十年坚守后的重大突破

不久前，实践九号A星携带的离子电推进系统首次点火成功，稳定工作3分钟，随后又进行了第二次点火，稳定工作了近4分钟，实践九号A星离子电推进系统飞行试验取得了开门红。

日本电推进技术开发综述

下一个世纪,电推进技术将作为全球空间推进领域的明星迈入其成熟阶段。在日本,业已对工程试验卫星(ETS)和通信,广播工程试验卫星(COMETS)搭载的电推进系统以及空间自由飞行器(SFU)上装备的稳态MPD推力器成功地进行了飞行验证。日本宇宙开发事业团(NASDA)计划于2002年在ETS-Ⅷ卫星上试飞改进型电推进系统(IES),并打算在数据中继试验卫星(DRTS)上采用1.8kW/250mN级别的肼直流电弧推力器。日本宇宙与航天科学研究所(ISAS)正在促进小行星采样和回收空间飞行任务(MOSES-C),该项目计划于2002年发射,然后在2006年从一个外行星星体上将一些采样样品返回到地面。在MUSES C飞行任务中,准备用小阴极微波放电离子发动机系统作为行星际航行的主推进系统。此外,还正在研究30cm直径的环形尖端氙离子推力器、20cm直径的微波放电离子推力器、以C_(60)为推进剂的离子推力器,0.3～1kW级的直流电弧加热推子器,大功率磁等离子体(MPD)推力器,霍尔推力器,以及这些推力器的等离子体羽统与航天器的相互干扰问题,这些研究工作旨在开发未来空间任务的电推进应用领域,掌握电推进的基本物理规律。

2016年第十二届中国电推进技术学术研讨会在哈尔滨成功召开

2016年12月23日-25日，第十二届中国电推进技术学术研讨会在美丽的冰城哈尔滨召开。中国电推进事业在白雪皑皑的严冬迎来了蓬勃发展的春天。本次学术研讨会由中国宇航学会电推进专业委员会主办，哈尔滨工业大学承办，中国航天科技集团公司第五研究院科技委推进技术专业组、《中国空间科学技术》编辑部、《推进技术》编辑部、《空间控制技术与应用》编辑部协办。

商业通信卫星开始采用全电推进技术

波音公司下属的航天系统部门正在采取大胆的定价策略来投标商业卫星项目,以期在政府开支压缩之时扩大其商业业务,这已并非什么秘密。不过,即便是最乐观的观察家也对波音刚同亚洲广播卫星公司（ABS）和墨西哥卫星公司签署的建造首批4颗全电推进静地轨道商业通信卫星的交易仅4亿美元的估计价格大为吃惊。

美国卫星厂商竞相开发电推进技术

美国卫星厂商竞相开发电推进技术□□为了试验新型电推进技术，商用卫星制造商们都涌向美国航宇局，这将为大大提高航天器的机动性、延长工作寿命和增大有效载荷容量创造条件。近两年内，来自商业用户蜂拥而至的需求，加重了美航宇局刘易斯研究中心的卫星推进试验设施的负...

霍尔电推进技术——促成10年后去火星

日前，中国航天科技集团公司五院502所研制的“磁聚焦霍尔电推进系统”在实践-17卫星上完成了全部在轨飞行验证工作，这是世界首套完成在轨飞行验证的“磁聚焦霍尔电推进系统”。“磁聚焦霍尔电推进系统”采用新一代霍尔电推进技术，代表着国际上目前的主流发展方向，可广泛应用于我国新一代通信、全电推进等卫星平台。相比我国目前广泛采用的化学推进系统，“磁聚焦霍尔电推进系统”技术比冲高出6倍以上，对于同样的宇航任务，电推进消耗的推进剂约为化学推进的1／6，甚至更少，可显著提升航天器有效载荷，延长航天器在轨寿命，降低航天器发射成本。

中国航天电推进技术首家国际联合实验室建立

由中国航天科技集团公司五院510所和意大利奥塔公司共建的“中意电推进联合实验室”日前在兰州揭牌成立。这是中国航天领域电推进技术首家国际联合实验室。 510所所长张伟文介绍说，该所历经40年的技术研发，实现了产品在轨应用。产品具有大幅减少推进剂燃料、操控更灵活、定位更精准、推进速度增量更高等优势，可应用于通信卫星平台、深空探测等。