“蘭州制造”將亮相珠海航展
蘭州空間技術(shù)物理研究所（510所）向世界展示“航天實(shí)力”
大西北網(wǎng)10月31日訊 11月1日，第十一屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)將在廣東省珠海市舉辦（珠海航展）。本屆珠海航展既是航展二十周年，又恰逢中國(guó)航天事業(yè)創(chuàng)建60周年，蘭州空間技術(shù)物理研究所（510所）將攜帶四類五件產(chǎn)品參加此次博覽會(huì)，向世界展示蘭州科研院所的“航天實(shí)力”。
最先進(jìn)航天器“發(fā)動(dòng)機(jī)”
510所在此次珠海航展參展的展品中，最重頭的莫過(guò)于航天器“發(fā)動(dòng)機(jī)”兩兄弟——LIPS-200電推力器產(chǎn)品和LIPS-300電推力器產(chǎn)品，它們將以1:1模型的形式向世人展現(xiàn)最先進(jìn)的電推進(jìn)系統(tǒng)。
什么是離子電推進(jìn)系統(tǒng)？所謂的離子電推進(jìn)系統(tǒng)就是通常所說(shuō)的電火箭之一類，屬于非常規(guī)推進(jìn)系統(tǒng)，借助電能使工質(zhì)離解成為帶電粒子，再通過(guò)加速這種帶電粒子流來(lái)獲得推力。離子電推進(jìn)系統(tǒng)的排氣速度很高，每秒可達(dá)幾十公里、幾百公里，甚至更高。
目前，應(yīng)用電推進(jìn)系統(tǒng)已成為國(guó)際通信衛(wèi)星是否先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際航天界有一句話，衛(wèi)星上不用電推進(jìn)，這樣的衛(wèi)星永遠(yuǎn)是世界二流的。國(guó)際宇航界已形成普遍共識(shí)，沒(méi)有電推進(jìn)系統(tǒng)的衛(wèi)星將缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。目前國(guó)際已發(fā)射和計(jì)劃發(fā)射的應(yīng)用離子電推進(jìn)的航天器數(shù)量已經(jīng)近百顆。我國(guó)如果不應(yīng)用電推進(jìn)系統(tǒng)，衛(wèi)星平臺(tái)就不具備先進(jìn)性，不僅沒(méi)有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，甚至無(wú)法滿足用戶的要求。2015年9月，中科院院士、探月工程總設(shè)計(jì)師孫家棟等多名院士考察該所電推進(jìn)壽命試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)后認(rèn)為，試驗(yàn)項(xiàng)目化技術(shù)為產(chǎn)品，解決了工程應(yīng)用的“最后一公里”問(wèn)題，并建議電推進(jìn)技術(shù)“趕緊用”。
LIPS-200離子推力器是中等功率離子推力器，屬于效率較高的電推進(jìn)類型，主要用于GEO衛(wèi)星位保保持、小行星探測(cè)等任務(wù)，具有壽命長(zhǎng)、位保調(diào)節(jié)精度高的特點(diǎn)。在上級(jí)單位的支持下，該產(chǎn)品成為我國(guó)首個(gè)電推進(jìn)衛(wèi)星——實(shí)踐十三號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)配置，用于完成衛(wèi)星定點(diǎn)后15年全壽命期間的南北位置保持任務(wù)。LIPS-300電推進(jìn)系統(tǒng)是新開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的代表，它是中高功率離子推力器，具有多工作模式、長(zhǎng)壽命、高可靠、高比沖的特點(diǎn)，未來(lái)將應(yīng)用于新一代大型同步軌道衛(wèi)星平臺(tái)（東方紅五號(hào)平臺(tái)）和全電推進(jìn)衛(wèi)星平臺(tái)（東方紅四SP平臺(tái)）。
高性能銫原子鐘
借第十一屆珠海航展這個(gè)舉世矚目的航天成果展示平臺(tái)，510所隆重推出的另一件重要展品是號(hào)稱“國(guó)家時(shí)頻守護(hù)神”的高性能銫原子鐘（以下簡(jiǎn)稱“銫鐘”）。在展會(huì)上，它將以實(shí)物形式進(jìn)行展出。
銫鐘是一種輸出高準(zhǔn)確度、高穩(wěn)定度時(shí)間/頻率信號(hào)的設(shè)備，屬于一級(jí)頻率標(biāo)準(zhǔn)，是衛(wèi)星導(dǎo)航、守時(shí)授時(shí)和時(shí)間/頻率計(jì)量的核心設(shè)備，具備準(zhǔn)確度高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、可靠性高、漂移率低和環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
510所對(duì)銫鐘的研制要追溯到2005年，之所以選擇銫鐘，是由于它具備明確需求，全世界的地面守時(shí)授時(shí)系統(tǒng)大多使用銫鐘，在世界上使用量超過(guò)了3000臺(tái)，全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GPS和GLONASS中都使用了銫鐘，而當(dāng)前我國(guó)正在建設(shè)獨(dú)立的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和統(tǒng)一的國(guó)家時(shí)間系統(tǒng)，都需要對(duì)自主運(yùn)行能力至關(guān)重要的高性能銫原子鐘。但是，國(guó)內(nèi)民用銫鐘依賴進(jìn)口，軍用市場(chǎng)受到禁運(yùn)，鈀鐘成了美國(guó)公司的獨(dú)家商品。通過(guò)十年艱辛的技術(shù)攻關(guān)，至2016年，510所攻克了多種關(guān)鍵技術(shù)，研制出了地面高性能銫原子鐘工程樣機(jī)。目前，由該所研制的兩臺(tái)銫鐘正在解放軍定位總站和上海微小衛(wèi)星工程中心進(jìn)行測(cè)試和應(yīng)用，運(yùn)行結(jié)果表明，兩臺(tái)設(shè)備表現(xiàn)良好、工作性能穩(wěn)定。研制成功的銫鐘可作為參考頻率源及守時(shí)、授時(shí)設(shè)備廣泛應(yīng)用于時(shí)間頻率計(jì)量、測(cè)試等領(lǐng)域，為指揮、控制、監(jiān)視、偵察、導(dǎo)航、識(shí)別、導(dǎo)彈攻防、電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)、衛(wèi)星導(dǎo)航等提供精密時(shí)間，為一系列的精確打擊系統(tǒng)性能提供保證。
510所高性能磁選態(tài)銫原子鐘的成功研制對(duì)于實(shí)現(xiàn)銫原子鐘的國(guó)產(chǎn)化、打破國(guó)外的壟斷、消除對(duì)國(guó)外銫原子鐘的依賴具有標(biāo)志性意義。先進(jìn)產(chǎn)品為我國(guó)航天作貢獻(xiàn)在本屆展會(huì)上，510所還將以實(shí)物形式展示全譜段光譜成像儀紅外微型集成濾光片及強(qiáng)化超薄型二次表面鏡兩種產(chǎn)品。
紅外微型集成濾光片是一種新型的空間用光學(xué)薄膜，是目前高分辨率成像系統(tǒng)發(fā)展的必然需求，是目前紅外焦平面技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。采用微型集成濾光片后，空間探測(cè)器可以同時(shí)探測(cè)到多個(gè)不同譜段范圍的光學(xué)信號(hào)，經(jīng)光電探測(cè)器信號(hào)處理系統(tǒng)后可以還原到包含多種信息的紅外圖像。同時(shí)，利用紅外微型集成濾光片技術(shù)可以大大簡(jiǎn)化成像系統(tǒng)中的光路設(shè)計(jì)，可有效減少載荷系統(tǒng)的質(zhì)量，提高空間載荷利用率。目前，紅外微型集成濾光片可以做到十幾個(gè)甚至幾十個(gè)通道，光譜范圍包含可見(jiàn)光、近紅外、短中波紅外、長(zhǎng)波紅外譜段，廣泛應(yīng)用于多光譜成像儀、全光譜成像儀、高光譜成像儀等空間遙感載荷。510所該技術(shù)已成功應(yīng)用于全譜段光譜成像儀，空間性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，填補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域的空白。
強(qiáng)化超薄型二次表面鏡，是一種效率較高的星用熱控薄膜器件，它對(duì)太陽(yáng)光具有高的反射率，從而減少衛(wèi)星吸收太陽(yáng)光的熱量，同時(shí)，該產(chǎn)品具有高的發(fā)射率，可使衛(wèi)星儀器產(chǎn)生的熱量輻射到外部空間，有效降低星載儀器所處的環(huán)境溫度，使其始終處于正常工作的溫度范圍，對(duì)保證整星的正常工作和延長(zhǎng)衛(wèi)星的使用壽命具有非常重要的作用。此外，產(chǎn)品外表面鍍制的透明導(dǎo)電膜，具有靜電防護(hù)功能，可消除空間放電對(duì)衛(wèi)星的威脅。510所研究成果達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。
