空间中心助力“太极一号”卫星成功在轨验证微牛级电推进技术

2019年8月31日7时41分，中国科学院空间科学(二期)战略性先导科技专项首发星——“太极一号”卫星在酒泉卫星发射中心成功发射。复杂航天系统电子信息技术重点实验室（以下简称“系统室”）和空间环境探测重点实验室（以下简称“探测室”）负责其中微推电控箱的研制。

依靠射频微推子系统和霍尔微推子系统（图1），“太极一号”卫星在国际上首次实现了微牛级射频离子和双模霍尔电推进技术的在轨验证，并成功进行了我国首次在轨无拖曳控制技术试验，对在轨测试数据分析表明，微推进器推力分辨率达到亚微牛量级，约为一粒芝麻重量的万分之一。

图1 射频微推子系统和霍尔微推子系统推力器头安装示意图

射频微推子系统和霍尔微推子系统的核心控制单元分别是射频微推电控箱（图2）和霍尔微推电控箱（图3），相当于微推进系统的大脑，指挥微推进系统按照流程完成任务。其中射频微推电控箱由系统室和探测室联合研制，霍尔微推电控箱由系统室独立研制。

图2 射频微推电控箱正样件产品

图3 霍尔微推电控箱正样件产品

受限于科学目标和发射窗口，设备的研发周期短、任务难度大、精度和可靠性要求高。系统室和探测室接到研制任务后，紧急抽调参与过多个航天型号的核心技术人员组成研制队伍。虽然他们平均年龄不到35岁，却有着丰富的航天产品开发经验。项目组成员不畏挑战、攻坚克难，节假日无休，在研制任务最紧张的阶段，甚至连续一周每天工作接近20个小时。最终，在不到10个月的时间里，完成了常规任务型号2~3年才能完成的工作；突破了非线性可变负载阻抗匹配、网络式补偿及可变偏置功率稳定、高精度实时闭环控制算法等多项微牛量级电推进控制的关键技术，充分体现了特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献的航天精神。

项目组成员并没有满足于现阶段所取得的成绩，对电控箱的运算能力、采集精度、控制算法的精度和实效性等方面，正继续展开积极探索和关键技术攻关，以期获得更大的提升，为后续太极计划“双星”和“三星”的顺利开展做好技术储备，为中国太空探索的宏图画上精彩的一笔。

（供稿：系统室、探测室）