Page 117 - 《真空与低温》2025年第4期
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的重要体现,工程化研制和产品配套需要技术优势 次重要外部推动力,而进入离子电推进行业,主要
单位协同完成。初期发展阶段后半期各国电推进 依赖于一个单位的原有技术基础,如 GRC 基于化
计划的调整取消,导致近十年的萧条期就是最好的 学火箭推进和电子学基础,吉森大学基于射频放电
例 证 。 这 里 再 列 举 有 代 表 性 的 欧洲 ESA、 美 国 离子源基础,ISAS 基于微波器件基础,兰州空间技
NASA 和中国的国家计划对离子电推进发展推动 术物理研究所基于真空与电子学基础。但离子电
作用的实例:(1)1980 年左右,也就是离子电推进 推进的长远发展,在很大程度上是依靠单位对自身
中期发展阶段之初,ESA 在综合评价电推进发展现 发展的追求,国有单位和企业是如此,私有公司更
状与航天工程应用需求之间差距的基础上,及时调 是如此。美国修斯公司是最能体现该公司基于自
整了电推进发展计划,新计划中与离子电推进相关 身发展需求而发展离子电推进的最好例证。原有
的内容包括 [148] 满足未来 10 年 GEO 卫星南北位保 HRL 的技术基础,已有的通信卫星平台及卫星业
和星际探测轨道机动,必要的空间飞行试验验证, 务,通信卫星市场的激烈竞争,成为修斯公司 XIPS
最大化利用欧洲现有基础及技术、资助缴费有限 系列电推进的研制和应用最大推动力。美国比约
约束发展计划,配套电推进系统鉴定需要的大型地 克公司和法国 ThustMe 公司在微小功率射频离子
面设备等。在具体实施项目方面明确了尤里卡 电推进取得的成功,GRC 能够长期处于美国和世
RIT-10 飞行和 SAT-2(后来的 Atemis)卫星上 RIT- 界离子电推进的领导者地位,都是追求自身发展的
10/UK-10 飞行试验,1980-1990 年 ESA 资助了 MBB- 成功范例。兰州空间技术物理研究所正是基于对
ERNO 公司和德国联合完成了 RIT-10 离子电推进 离子电推进专业发展前景的信心和单位的长远发
系统的工程化研制和飞行验证,资助英国完成了 展规划,在 1978-1998 年长达 20 年的时间里,在没
UK-10 离子电推进系统的工程化研制,为后来的 有国家项目和上级经费支持的情况下,通过单位自
Atemis 卫星应用奠定了坚实基础。在星际探测轨 筹经费开发了 LIPS-90 氙离子推力器,通过开发民
道机动离子电推进方面,ESA 和德国、英国政府分 用离子源等方法,保留了离子电推进研制人才队伍,
别支持了 RIT-35 和 UK-25 的开发研制。(2)美国 成为“十五”后 LIP 离子电推进快速发展最重要的
NEXT 离子电推进系统的开发,主要依赖于 2002 年 技术和队伍保证。
开始执行的 NASA 空间推进技术计划(ISP)的支 6.1.4 离子电推进研制和应用相互促进、相互成就
持 [423] 。NEXT 项目的目标为开发 7 kW 级离子电推 据不完全统计,截至目前应用离子电推进的航
进系统,GRC 负责整个项目,JPL 负责矢量机构和 天器已接近上百颗,国内外从事离子电推进技术研
试验,L-3 负责 PPU,AR 负责推力器、PMS、DICU, 究的单位有近百家,能够提供离子电推进产品的工
2006 年交付原型样机(PM)进行鉴定试验和 2 000 h 业单位(部门)有十多家。当前离子电推进发展的
试验,同时开始工程样机的长寿命试验。由于长寿 繁荣,正是离子电推进产品研制和工程应用相互促
命试验耗资巨大,中间因资金问题曾一度中断 1 年 进、相互成就的结果,离子电推进能够跳出“因为
多,所幸后来又获得资金支持得以继续进行,最后 没有研发,所以没有应用;因为没有应用,所以没有
达到五万多小时,成为有史以来寿命验证最长的离 研发”的怪圈,力证了离子电推进的研制和应用同
子推力器。(3)中国的离子电推进发展,最能体现 等重要。
国家计划的推动作用,兰州空间技术物理研究所 初期发展阶段,因为没有工程应用,导致后半
的 LIPS 系列离子电推进都是依赖国家预研计划项 期离子电推进发展的停顿。中期发展阶段,美国
目支持而开发,“十五”计划期间研制了 LIPS-200 XIPS-13 和 XIPS-25 在通信卫星的应用,NSTAR-30
工程样机,“十一五”计划期间研制了 LIPS-300 工 在深空探测航天器的应用,极大促进了其他国家离
程样机,“十二五”期间研制了 LIPS-400 原理样机, 子电推进发展的恢复,特别是中国离子电推进在
“十三五”期间研制了 LIPS-100 原理样机和工程样 1998 年的复苏。日本微波离子电推进在小行星采
机。而 LIPS 系列离子推力器的工程化及飞行产品 样返回工程的应用,不仅促进了日本微波离子推力
研制,都是在航天器型号项目支持下完成,LIPS- 器系列化的发展,也引发了美国、德国、中国等对
200 的 15 000 h 寿命试验,也是在国家专项支持下 微波离子推力器的开发。英国 T5 离子推力器在
完成的。 GOCE 上的成功应用,在一定程度上支持了欧洲水
研制单位追求自身发展是离子电推进发展的 星探测任务中选择了 T6 离子电推进,由此促进了