“氙氣”衛(wèi)星助力中國(guó)航天事業(yè)跨越發(fā)展

  近日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)運(yùn)載火箭成功發(fā)射實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星。這是我國(guó)首次在高軌衛(wèi)星上使用電推進(jìn)（無(wú)需消耗化學(xué)推進(jìn)劑）完成全壽命期內(nèi)南北位置保持任務(wù)。
  邯鋼氣體生產(chǎn)的高純氙氣（6.5N級(jí)）是本次衛(wèi)星成功升空的重要功臣
 “氙氣”衛(wèi)星 閃耀浩瀚宇宙
2013年4月，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，東方紅三號(hào)B平臺(tái)高軌技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星工程正式立項(xiàng)，并命名為實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星工程。（我國(guó)首臺(tái)空間用氙離子電推進(jìn)系統(tǒng)于2012年11月~2014年2月曾在我國(guó)實(shí)踐九號(hào)A衛(wèi)星上開(kāi)展了首次在軌飛行試驗(yàn)）“作為我國(guó)首顆電推進(jìn)工程化應(yīng)用的衛(wèi)星，實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)選用氙離子推力器，無(wú)需消耗化學(xué)推進(jìn)劑便可完成15年壽命期內(nèi)的南北位置保持任務(wù)?！眹?guó)防科工局系統(tǒng)工程司副司長(zhǎng)趙堅(jiān)說(shuō)，推進(jìn)系統(tǒng)之于衛(wèi)星，就如同發(fā)動(dòng)機(jī)之于汽車(chē)，衛(wèi)星想要在諸多因素干擾下穩(wěn)定運(yùn)行在預(yù)設(shè)軌道中，必須依靠推進(jìn)系統(tǒng)提供動(dòng)力。以往大多數(shù)衛(wèi)星都是利用化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行位置保持，而攜帶大量化學(xué)推進(jìn)劑不僅限制了衛(wèi)星的性能，更增加了運(yùn)載火箭的負(fù)荷。
單位推進(jìn)劑量產(chǎn)生的沖量叫做比沖，比沖是衡量火箭燃燒效率的指標(biāo)，比沖值越高，消耗同樣質(zhì)量的燃料，產(chǎn)生的沖量越大（即火箭能獲得更多的加速）。而配備離子電推進(jìn)系統(tǒng)的實(shí)踐十三號(hào)正具備了高比沖的特點(diǎn)，這大大減少了其推進(jìn)劑的攜帶量?！爸耙活w衛(wèi)星需要帶3噸左右的化學(xué)推進(jìn)劑，占總重量的60%，十分笨拙，其中南北位置保持所需的推進(jìn)劑超過(guò)600公斤，而使用電推進(jìn)的實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星只需帶100公斤的氙氣就可以順利完成南北位置保持任務(wù)?！焙教炜萍技瘓F(tuán)公司五院通信衛(wèi)星事業(yè)部部長(zhǎng)周志成告訴我們，電推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)效率十倍以上于化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)。
NASA的離子推進(jìn)動(dòng)力樣機(jī)曾持續(xù)工作48000小時(shí)，超過(guò)五年半。在達(dá)到這個(gè)工作時(shí)間之后，該推進(jìn)器被關(guān)閉，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，這臺(tái)推進(jìn)器消耗了870公斤的氙推進(jìn)劑。
據(jù)網(wǎng)絡(luò)資料，在航天器推進(jìn)中，霍爾推力器是離子推力器的一種，霍爾推力器有時(shí)也稱(chēng)為霍爾效應(yīng)推力器Hall effectthrusters或霍爾電流推力器Hall current thrusters?；魻柾屏ζ骺墒褂枚喾N推進(jìn)劑，最常用的是氙。其他推進(jìn)劑包括氡、氬、鉍、碘、鎂和鋅。霍爾推力器噴氣速度最大可達(dá)10-80km/s，但絕大多數(shù)型號(hào)噴氣速度在15-30km/s 。
多年積淀，中國(guó)航天技術(shù)正在突飛猛進(jìn)的發(fā)展
“這些技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，是蘭州空間技術(shù)物理研究所堅(jiān)持不懈40年的奮斗成果，是一代又一代航天人前赴后繼、矢志不渝的驕人戰(zhàn)績(jī)?！敝苤境烧f(shuō)，此次發(fā)射，標(biāo)志著中國(guó)電推進(jìn)技術(shù)已進(jìn)入全面應(yīng)用階段，并達(dá)到與國(guó)際領(lǐng)先水平比肩齊飛的層面。 PS：實(shí)踐十三號(hào)成功發(fā)射，三年內(nèi)飛機(jī)、高鐵實(shí)現(xiàn)告訴上網(wǎng)。