天宮空間站電推進發動機首次實現在軌“換氣”

付毅飛

科學導報訊 6月20日記者從中國航天科技集團六院獲悉，近日，在天地協同配合下，天宮空間站電推進系統大氣瓶完成在軌安裝任務，該院801所首次采用“換氣”而非“補氣”的方式完成電推進系統推進劑——氙氣的補充。

電推進系統的工作原理是先將氙氣等惰性氣體轉化為帶電離子，然后把這些離子加速、噴出以產生推進力，進而完成航天器的姿態控制、軌道修正和軌道維持等任務。在天宮空間站上的使用，是電推進系統在載人航天領域的首秀。有了大氣瓶作“外掛”的空間站電推進系統，使用壽命將大大延長，對空間站長期安全平穩飛行起到重要作用。

據介紹，為了給電推進系統在軌“換氣”，研發團隊創造性地提出了一種簡化版浮動對接形式：通過粗定位導向裝置實現機械臂初始定位，再通過自主精確定位作進一步修正。這種方式極大地提高了對接可靠性，即便在軌多次拆裝也能保證精度滿足要求。

同時，由于氣瓶安裝于統一接口，原則上只要符合接口要求，空間站電推進系統可以安裝容積不同、工作壓力不同、填充氣體不同的氣瓶。貯氣模塊的“百搭”特性，不僅極大增加了電推進系統的壽命和可靠性，也豐富了系統的功能。

考慮到太空環境不可控因素較多，除了支持機械臂自動在軌更換氣瓶，研發團隊還設計了航天員手動更換氣瓶方案。