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近年來,微小衛(wèi)星行業(yè)蓬勃發(fā)展,空間電推進(jìn)手段技術(shù)相對(duì)成熟,是微小衛(wèi)星在軌工作的主要推進(jìn)方式之一。

北京理工大學(xué)宇航學(xué)院宇航推進(jìn)研究團(tuán)隊(duì)長期從事空間推進(jìn)技術(shù)研究，于近日成功推出商業(yè)化微型空間電推進(jìn)系統(tǒng)微型脈沖等離子體推進(jìn)系統(tǒng)（簡稱BPPT-1）成功在軌點(diǎn)火并長時(shí)間穩(wěn)定工作。

北京理工大學(xué)宇航學(xué)院BPPT-1微推進(jìn)研制團(tuán)隊(duì)

空間電推進(jìn)技術(shù)，是未來太空旅行的可行方式之一。脈沖等離子體推力器（Pulsed Plasma Thruster，簡稱PPT）是一種固體工質(zhì)電磁式空間推進(jìn)裝置，具有推力精準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、運(yùn)行功率小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是微小衛(wèi)星位置保持、姿態(tài)控制、精確編隊(duì)等多種任務(wù)的理想推進(jìn)系統(tǒng)。其工作原理涉及固體燒蝕、磁流體力學(xué)、脈沖放電等多學(xué)科領(lǐng)域。

下面，讓我們一起了解一下這項(xiàng)“太空旅行”技術(shù)吧

小身板，大能量

近年來，在衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)域，針對(duì)以立方星為代表的50kg以下微小衛(wèi)星，其需要具備位置保持、精確姿態(tài)控制、長期在軌以及主動(dòng)脫軌等能力，必須配備滿足重量、體積、功耗等約束條件下的微型推進(jìn)系統(tǒng)。

微型脈沖等離子體推進(jìn)系統(tǒng)樣機(jī)

相比傳統(tǒng)化學(xué)推進(jìn)，空間電推進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢在于比沖高、推力準(zhǔn)、壽命長。比沖，即單位質(zhì)量的推進(jìn)劑能提供的沖量，是推進(jìn)領(lǐng)域的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。電推進(jìn)技術(shù)能提供的比沖一般為化學(xué)推進(jìn)的2~3倍，甚至更高，并且推進(jìn)裝置大小相比火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可謂微不足道，是目前衛(wèi)星在軌任務(wù)的重要實(shí)現(xiàn)途徑之一。

2023年12月，BPPT-1推進(jìn)系統(tǒng)搭載紫微科技（AZSPACE）研制的“迪邇一號(hào)·梁溪號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)入500km太陽同步軌道。2024年4月，BPPT-1在太空進(jìn)行了點(diǎn)火，相機(jī)拍攝到推力器羽流形貌。之后，推力器連續(xù)穩(wěn)定工作21小時(shí)，標(biāo)志著本次在軌任務(wù)取得圓滿成功。

BPPT-1自2019年12月正式開始研制，研究團(tuán)隊(duì)成員包括教師、研究生和本科生，教師負(fù)責(zé)具體指導(dǎo)，學(xué)生深度參與整個(gè)研制流程。在疫情影響下，團(tuán)隊(duì)仍按進(jìn)度完成了推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、加工和裝配工作，于2020年10月完成了整機(jī)研制和性能測試。

參加項(xiàng)目的學(xué)生在校期間表現(xiàn)優(yōu)異，發(fā)表多篇高水平論文，在全國大學(xué)生等離子體科技創(chuàng)新競賽獲得特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)和三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，在校期間獲得教育部研究生國家獎(jiǎng)學(xué)金3次、北京理工大學(xué)徐特立獎(jiǎng)學(xué)金1次和工信創(chuàng)新獎(jiǎng)學(xué)金特等獎(jiǎng)。參與項(xiàng)目的學(xué)生論文獲評(píng)中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文、北京理工大學(xué)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文以及全國高等學(xué)校航空航天類專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)成果交流會(huì)一等獎(jiǎng)。目前，已有項(xiàng)目參與學(xué)生入職中國星網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有限公司、航天科工集團(tuán)二院二部、中國直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所等航空航天企業(yè)，為國家航空航天事業(yè)發(fā)展繼續(xù)奮斗。

下面，和小編一起了解一下這支團(tuán)隊(duì)吧~

北京理工大學(xué)宇航學(xué)院宇航推進(jìn)團(tuán)隊(duì)為研究實(shí)踐型科教團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)共有專職教師23人，其中國家級(jí)領(lǐng)軍人才2人，國家級(jí)青年人才3人，自2007年開始空間電推進(jìn)研究，在脈沖等離子體推力器點(diǎn)火機(jī)理、固體燒蝕、氣體電離、能量分配、理論建模等方面開展深入探索，提出了多種提高推力器效率的新途徑。在脈沖等離子推進(jìn)方向，團(tuán)隊(duì)迄今已獲得5項(xiàng)自然科學(xué)基金項(xiàng)目支持，在《AIAA Journal》、《Journal of Propulsion and Power》、《Aerospace Science and Technology》、《Acta Astronautica》、《Physics of Plasma》等航天和等離子體領(lǐng)域知名SCI期刊上發(fā)表論文19篇。