空间电推进技术的发展及应用张伟文

《空间电推进技术的发展及应用张伟文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、空间电推进的技术发展及应用张天平张伟文吴先明杨乐（兰州空间技术物理研究所，真空技术与物理重点实验室，甘肃兰州）摘要：介绍了电推进在GEO卫星位置保持和轨道转移、深空探测主推进、科学观测和试验等领域的空间应用情况，分别给出了离子电推进、霍尔电推进和其他电推进类型的新研产品和新技术发展情况，最后对我国空间电推进技术现状和未来发展进行了概要性介绍.关键词：电推进；技术进展；应用.1引言自1902年俄罗斯的齐奥尔科夫斯基和1906年美国的哥达德博士分别提出电推进概念以来，电推进技术发展已经走过了一个多世纪的历程[1,2]，大致

2、分四个阶段：1902年～1964年为概念提出和原理探索阶段，美国、英国、德国分别研制出离子电推进样机,俄罗斯研制了霍尔电推进样机；1964年～1980年为地面和飞行试验阶段，美国完成汞离子电推进飞行试验，俄罗斯完成SPT霍尔电推进飞行试验；1980年～2000年为航天器开始应用阶段，俄罗斯的霍尔电推进和美国的离子型电推进相继应用，日本、德国等其它国家的电推进也开始飞行试验；2000年至今为电推进技术和应用快速发展阶段[3～5]。下面分别从电推进应用、新产品研制、新技术研究等方面对空间电推进的技术发展及应用情况进行介绍,

3、并展望了我国电推进的未来发展及应用前景。2电推进应用情况2.1GEO卫星位置保持[6]美国波音公司在BSS-601HP平台应用XIPS-13离子电推进系统完成南北位保任务,发射卫星数量18颗；波音公司在BSS-702平台卫星上应用XIPS-25完成全部位置保持任务，发射卫星数量22颗。美国空间系统劳拉公司在LS-1300平台上应用SPT-100霍尔电推进系统完成南北位保任务，发射卫星数量10颗；欧洲阿斯特里姆公司在EUROSTAR-3000平台上应用SPT-100和PPS-1350霍尔电推进系统完成南北位保任务，发射卫

4、星数量7颗；欧洲泰丽斯-阿莱尼亚公司在SpaceBus-4000C平台上应用SPT-100霍尔电推进系统完成南北位保任务，发射卫星数量6颗；俄罗斯应用力学联合体继续在MSS-2500等平台应用SPT-100系列霍尔电推进系统完成全部位保任务，发射卫星数量11颗；美国洛马公司在A2100M平台上开始应用BPT-4000霍尔电推进完成南北位保任务，发射卫星数量3颗。欧洲最新ALPHABUS平台确定采用Snecma公司的PPS-1350霍尔电推进系统完成南北位保任务，已经完成首发卫星发射。2007年启动的欧洲小型GEO平台将

5、采用SPT-100和HEMP-3050组合的电推进系统完成位置保持。中国DFH-3B平台卫星将采用LIPS-200离子电推进系统完成15年南北位置保持任务，计划2016年发射。2.2深空探测主推进[6]1998年10月美国发射的深空一号（DS-1）航天器应用单台NSTAR-30离子电推进系统完成小行星探测的主推进任务，在历时3年多的飞行任务中离子电推进系统累计工作16265h，开关机200多次，产生速度增量4.3km/s。92007年9月美国发射的黎明号（Dawn）航天器应用3台NSTAR-30离子电推进系统完成对主带

6、小行星中灶神星（Vesta）和谷神星（Ceres）科学探测的主推进任务，航天器于2011年7月实现Vesta的轨道捕获，2012年9月完成为期1年的Vesta科学探测任务并离开，电推进累计工作25000h、消耗氙气262kg、产生速度增量7km/s。目前航天器正在奔向Ceres的征途中，计划2015年到达。2003年5月日本发射的隼鸟号（Hayabusa）航天器应用4台μ-10微波离子电推进系统完成S类近地小行星丝川（Itokawa）的采样返回的主推进任务，2010年6月返回舱成功降落到澳大利亚并回收。在整个飞行任务中

7、离子电推进系统累计工作39637h、产生速度增量2.2km/s，单台推力器最长工作时间达到14830h、1805次开关。日本计划于2014年发射的隼鸟二号（Hayabusa-2）航天器将继续采用4台μ-10微波离子电推进系统完成1999JU3小行星采样返回的主推进任务，航天器计划2017年到达1999JU3并采样，2020年返回地球。2003年9月欧洲发射的智慧一号（SMART-1）航天器应用单台PPS-1350霍尔电推进系统完成月球探测的主推进任务，2005年完成了月球探测使命最终坠落月球表面。在整个飞行任务中电推进

8、累计工作近5000h，由于推进系统的良好性能，使得航天器绕月球探测工作时间从原计划的6个月延长到了1.5年。ESA和JAXA联合研制的水星探测贝布克伦布（Bepicolombo）航天器将应用4台T6离子电推进系统把磁圈轨道器和星体轨道器送入水星轨道,航天器计划2015年发射，2021年到达水星。电推进系统在整个任务中提供不少于5k