中国航天领域再下一城 完成无拖曳控制技术飞行验证

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自跨入2020年以来,中国航天技术在多方面获得重大突破。最新消息,中国日前完成了无拖曳控制技术飞行验证。

1月18日,据中国航天科技集团五院502所消息,根据最新试验结果分析,天琴一号卫星已经成功完成无拖曳控制飞行验证。

2019年12月20日,中国“天琴一号”发射升空。(微博@科工力量)

从飞行数据来看,在加速度模式下,实施无拖曳控制后天琴一号卫星外部干扰力对加速度的影响,降到了重力加速度的四亿分之一以下,优于欧空局“GOCE”卫星的三亿分之一,比打哈欠给人带来的加速度还要小得多。

在位移模式下,实施无拖曳控制后,外部干扰力对卫星与内部惯性基准之间相对距离的影响,控制在30纳米以内,相当于成人头发丝直径的四千分之一,优于国际著名“LISA探路者”卫星的40纳米。

目前,天琴一号卫星已实现了飞行试验星任务目标,相关技术指标达到国际先进水平。

据悉,天琴一号卫星是中国“天琴”引力波探测计划的首颗技术验证卫星,于2019年12月20日发射升空。

据介绍,无拖曳控制是指抵消除引力外所有干扰卫星的力,包括太阳光压力、大气阻力等,确保卫星处于“超静超稳”状态。

无拖曳控制分为加速度模式与相对位移模式两类。加速度模式无拖曳控制技术,可应用于地球和地外天体等复杂引力场的空间探测;位移模式无拖曳控制技术,则可应用于引力波探测及等效原理检验等相对论效应的空间科学研究领域。

作为上述研究领域航天器控制的核心技术,无拖曳控制具有重要理论意义与重大工程实用价值。天琴一号卫星成功完成了上述两种无拖曳控制方式的在轨验证。

由于要时刻保证卫星不受到除引力之外的干扰,无拖曳控制从模型建立、算法设计到卫星平台控制都面临较大挑战。从2010年开始,中国航天科技集团五院502追踪国外相关技术,并利用各类课题支持,自主开展相关基础性研究。

天琴一号卫星立项后,该所团队在前期工作基础上结合工程任务需求,设计了多种无拖曳控制算法,以及可提升卫星平台稳定性的双轴和三轴磁控等算法,申请了多项专利。天琴一号卫星发射后,这些技术均得到在轨验证。

虽然中国天琴一号卫星无拖曳控制技术在轨成功验证,但距离真正的空间引力波探测应用还有一定距离。

除完成无拖曳控制技术飞行验证外,中国国务院国资委1月14日消息,中国首款20千瓦大功率霍尔推力器成功完成点火试验,实现了中国霍尔电推力器推力从毫牛级向牛级的跨越。

中国航天科技集团六院801所近日研制的20千瓦大功率霍尔推力器成功完成点火试验,点火时间累计达8小时,点火次数超过30次。

试验过程中,推力器点火可靠,运行平稳,工作参数稳定,实测推力1牛,比冲3,068秒,效率大于70%,性能指标达到国际先进水平。

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