LIPS-100电推进高精度宽范围连续可调电源测试验证

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低地球轨道具有轨道周期短、信号传输延时小等特点,在该轨道开展遥感侦察、地球环境探测、互联网星座部署等具有显著优势.但由于低轨道高度处的大气阻力会对卫星轨道造成摄动,因此须采用推进系统进行阻力补偿,而离子电推进因寿命长、比冲高、参数可调节范围宽等优点成为优选方案.针对地球重力场反演和低轨卫星应用对离子电推进的需求,结合LIPS-100推力器试验结果,研究确定了配套PPCU的关键指标体系、关键电源方案,并对PPCU原理样机的指标符合性和与推力器的匹配性进行了试验验证.结果表明,PPCU关键电源指标——屏栅电压实测输出为1200.76~1201.35 V,稳定度和准确度均优于0.1%,带载能力覆盖1~20.0 mN(对应屏栅电流18.0~367.0 mA)需求;阳极电流调节范围可达0.1000~3.0000 A,分辨率为1.0 mA;励磁电流在0.0150~1.0000 A的范围内,分辨率可达0.50 mA;与推力器联试可实现1~20.0 mN推力调节,分辨率优于15μN.验证了指标体系的正确性和推力调节方案的合理性,可以为阻力补偿用电推进系统的工程应用提供技术支持.
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推力的宽范围、高精度、连续可调和快速响应是实现航天器无拖曳飞行任务的技术基础,直接决定了整星工程任务的成败.针对重力梯度测量卫星及近地轨道观测卫星在轨任务期间对电推进系统高精度连续变推力能力的迫切需求,分析了离子推力器连续变推力的工作原理,研究了推力器输出推力宽范围、高精度、快速连续调节的关键要素.在此基础上,通过推力调节试验、空间环境适应性及寿命特性研究,揭示了10 cm口径连续变推力离子推力器的工程特性,获得了1~25 mN内的推力调节规律,实现了分辨率为50μN的推力调节响应.研究将为重力梯度测量卫
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为满足50 kg以下卫星的轨控需求,研制了M2型微波离子推进系统.该推进系统利用微波电离原理,具有启动快、功耗低、集成度高、推力连续可调的特点,系统额定功耗40 W,额定推力0.3 mN,比冲1200 s,是一种全新的伺服型离子推进系统.在地面真空环境下进行了推力器7000 h寿命与2000次重启试验,充分证明M2型离子推力器具有极高的使用寿命和可靠性.M2型微波离子推进系统于2021年4月27日随起源太空NEO-1卫星发射升空,2021年5月10日在轨点火成功,2021年8月20日在轨推力引出成功,输出
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