510所200毫米离子火箭发动机装配现场

510所200毫米离子火箭发动机

　　我国电推进技术与美国比肩 应用差距仅5-10年

　　510所所长张伟文告诉记者，电推进技术，是将空间取之不尽、用之不竭的太阳能转化为电能后为航天器产生推力，来替代传统化学燃料。“中国的卫星、航天事业想要发展，离不开‘电火箭’，否则只能是‘二流’！发达国家已捷足先登，率先实现了技术应用，美国甚至在2015年实现了全电推进。”

　　张伟文说，“虽然为了确保万无一失，实践十三号还是采用电和化学燃料的混合推进的方式，但电推进技术是在我国卫星平台上的首次正式应用，已迈出了万里长征坚实的第一步，意义重大！”他告诉记者，电推进技术、星上综合电子、锂离子电池这三项决定了实践十三号是否进入了世界一流卫星行列，而电推进技术是排第一位的。目前，我国已在开发全电推进的卫星平台，在2020年之前将实现空间正式飞行和应用。“我们的航天飞行器动力技术已与美国比肩，应用只是时间问题，而应用差距仅为5到10年。可以说，在此领域，我国已是最接近世界最前沿技术水平、最接近科技创新排头兵美国的国家。这是非常了不起的！”

　　张伟文说，1974年，首任所长金建中院士洞悉世界前沿技术，向国家提出建议超前发展“电火箭”，1988年510所即凭此技术获国家科技进步一等奖。510所是国内最早开始研制“电火箭”，唯一获得国家奖的科研院所。历经43年坚守，终于迎来“电火箭”应用的一天。“作为第四任所长，能在今天实现第一任老所长的设想，我感到无比光荣、非常自豪！”

　　为卫星位置保持提供15年不竭动力，原器件实现全国产完全知识产权

　　卫星在太空中飞行的时候，会受到太空中稀薄的大气、地球磁场以及太阳辐射等的影响，所以会逐渐偏离运行轨道，甚至掉下来。过去使用化学燃料时，卫星必须携带大量推进剂，而此次“电火箭”的应用已使实践十三号所携带的推进剂大大减少，显著“瘦身”。“510所研制的300毫米离子火箭发动机是为将来我国全电推进准备的。技术进步带来的经济效益是惊人的！”张伟文举例说，美国应用全电推进后，重达5吨、载荷45路转换器的卫星减重为1.8吨，用同样的火箭可一次发双星，一次节省7000万美金。

　　张伟文告诉记者，“此次200毫米‘电火箭’的正式空间应用，将为实践十三号南北位置保持等空间推进任务提供15年不竭动力，是我国技术成熟度最高的空间电推进产品。”

　　据510所通信业务领域指挥刘奎武介绍，实践十三号上的电推进系统是由4台200毫米离子火箭发动机、2套电源处理单元和1套推进剂贮供单元组成。510所从2011年3月起承担该任务，历经5年的研制攻关，完成了离子火箭发动机的研制交付和AIT阶段的测试工作。

　　刘奎武自1987年参与研制电推进，他说，200毫米离子火箭发动机此前经过了168项地面验证试验。2015年9月，孙家栋等8位院士考察510所电推进寿命试验现场后认为，试验项目化技术为产品，解决了工程应用的“最后一公里”问题，并建议电推进技术“赶紧用”。

　　2014年8月，启动了实践十三号卫星离子火箭发动机研制工作。2016年4月，510所完成6台200毫米离子火箭发动机，交付卫星总体。其后，在整星热平衡试验中，上星的4台离子火箭发动机均进行了点火试验。“四台中，两两负责南或北位置保持，各有一台作为备份。每次仅一台工作，主要是在卫星天线未对准地面时，微调卫星姿态。”

　　510所电推进事业部总经理张天平对200毫米离子火箭发动机充满深挚的感情，将其工作时喷射出的蓝色焰光，形容为“我心中的月亮”。他告诉记者，200毫米离子火箭发动机使用了100多种材料1000多个零部件。从当初的想用、不敢用，到现在的能用、必须用，离子火箭发动机已实现“原器件完全国产，所有知识产权完全掌握在我们自己手中”！在该项目上，510所参研的科研人员有50余人，硬件投入达4、5亿元，仅做寿命试验验证时设备每天运行耗费十几万元。研制过程中同步完成了生产线建设，目前已具备每年10颗星的生产配套能力。

　　510所将投资10亿元建设“电火箭”基地，2020年实现全电推进

　　“此次实践十三号上和2020年全电推进卫星平台应用的还只是中等功率的‘电火箭’，分别是200毫米和300毫米口径。这是‘电火箭’发展方向上的‘一中’，即功率在1000瓦至5000瓦之间。未来的‘电火箭’还将向着‘一超’和‘一微’的方向发展，即在超大规模航天器和微小型卫星、甚至是微纳卫星上应用的‘电火箭’，功率高者可达兆瓦级，低者几瓦、几十瓦。”张伟文说。

　　张伟文对电火箭的未来充满信心，他说，不久的将来，中等功率离子火箭发动机肯定会在我国得到迅速而广泛的应用，微小功率电火箭研究持续跟进，而未来的深空探测、载人空间站、太阳能电站和月球空间站的建设，以及天地往返的动力技术，都必须以超大功率的电推进发动机作为动力之源。“510所在电推进领域的目标定位，就是做国内电推进行业的领军单位和国内电推进型号应用的主供应商。”张天平说。

　　张伟文表示，510所电推进研制已得到了国家航天局、省委省政府及集团公司的大力支持，目前已获批榆中东部科技新城468亩土地进行航天建设。拟以一半土地建设“电火箭”研究生产制造试验基地，总投资10亿元，预计2020年完成，承担“电火箭”技术持续发展的创新任务，以及航天飞行器“一中、一超、一微”的广泛航天发动机的科研、生产、制造任务；另一半用来建设航天军民融合产业园。兰州晚报记者何燕/文510所供图