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北京日報客戶端 | 記者 劉蘇雅
近日，在天地協同配合下，空間站電推進系統大氣瓶完成在軌安裝任務，航天科技集團六院801所首次采用“換氣”方式完成電推進系統推進劑補充。航天員在艙內組裝大氣瓶，完成自檢及測試后通過自動出艙裝置送至艙外，艙外機械臂隨即抓取并將其轉移、對接到安裝位。加裝大氣瓶的空間站電推進系統，使用壽命將大大延長，對空間站長期軌道維持和安全平穩飛行起到重要作用。
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，再將離子加速、噴出以產生推進力，完成航天器姿態控制、軌道修正和軌道維持等任務。空間站是電推進系統在載人航天領域的“首秀”，要滿足空間站長壽命、可靠性的既定目標，設計人員選擇了“換氣”的推進劑補加方案。
天和核心艙2021年發射時，自帶了兩個小氣瓶，但限于艙內空間，“原裝”氣瓶體積不大，僅供短期使用。而艙外安裝的空間限制小，新入軌的大氣瓶容量翻了好幾番，攜帶的推進劑能支持電推力器更長時間的軌道維持工作。
為實現貯氣模塊的在軌安裝，801所電推進系統設計團隊創造性提出了一種簡化版的浮動對接形式，通過粗定位導向裝置實現機械臂初始定位及大偏差適應，再通過自主精定位進一步修正電、氣、機械的對中鎖緊，步步為營，極大提高了對接的容差能力和可靠性。即使在軌多次拆裝，也能保證精度滿足要求。
貯氣模塊組合體推進劑耗盡后，都將由機械臂自動進行在軌更換。除自動模式外，團隊還設計了航天員手動更換氣瓶的“手動模式”。統一的氣瓶接口，讓電推進系統可以安裝不同容積、不同工作壓力的氣瓶，填充工質也不限于氙氣，可根據技術發展情況上行不同工質的推進劑，不僅極大增加了系統壽命和可靠性，也豐富了系統的功能。
“外掛”性能強悍、拆裝組件“百搭”、操作模式“兼容”……801所用“換氣”代替“補氣”，實現了電推進系統推進劑替換簡單、高效、可靠的目標。此次大氣瓶成功在軌安裝，不僅大大延長了空間站電推進系統的壽命、保障空間站長期在軌運行，也為后續大氣瓶的拆卸安裝及霍爾推力器的在軌更換提供了寶貴經驗。
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