太空黑科技——微型射频离子发动机首次飞行验证！( 二 )
团队协作，厚积薄发
对于整个射频离子发动机系统而言，除了射频离子发动机头部以外，实际还需要一系列的配套“装配”，包括：电子学单机（中国科学院国家空间科学中心研制）、场发射中和器（清华大学研制）、微流量控制单机（507所和深圳市绿航星际太空科技研究院研制）。五家单位团队协作，在研发前期，各自根据设计指标要求专攻技术难点，以最快的速度完成方案可行性验证。
中科院力学所研发团队根据已有的研究基础，在2019年3月率先完成了微型射频离子发动机（μRIT-1）飞行产品的研制，并顺利通过了空间环境模拟试验。
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图2 工作状态的微型射频离子发动机
图片来源：中国科学院力学研究所
发动机样机研制出来后，它的推力到底是多大，计算出来的推力是否准确，这些都是亟需验证的问题，航天工程任务是要靠精确的实验数据来说话的。因此，研发团队在射频离子微推进系统产品紧张研制的同时，紧急筹备发动机后续性能测试方案，自主设计了一套亚微牛级推力测量设备，实现了推力器快、稳、准的安装与调试，极大限度地缩短了射频离子发动机性能测试周期。
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图3 射频离子微推力器在线测量
图片来源：中国科学院力学研究所
电子学单机是射频离子发动机系统的核心之一，整个推进系统的供电、控制以及数据存储均要依靠它来完成。中国科学院国家空间科学中心先后一共有6名专业人员参与到电子学单机的研制工作。这个项目突破了他们以往的研制速度，经历了无数个通宵达旦的艰苦工作，在最后一刻解决了所有问题，交付了通过地面验证试验的合格产品。
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图4 射频离子发动机系统-电子学单机
图片来源：中国科学院国家空间科学中心
与射频离子微推力器（μRIT-1）配合使用的中和器是清华大学研制的“碳纳米管中和器”。这次合作是清华大学清华-富士康纳米科技中心第一次承担航天任务，更是将碳纳米管场发射技术第一次应用在航天领域中。五位清华大学的老师在没有航天任务经验的情况下，一步一步地摸索着前进，从最基本的材料选取、结构设计、加工工艺到最终的测试方案，他们夜以继日地发现问题和解决问题，最终按时交付了他们的“首创”。
最后一个就是射频离子发动机系统必不可少的气体控制器——微流量控制单机。之所以称为“微流量控制单元”，是因微型离子发动机工作时所需的工质气体非常少，0.08 mL的气体可以使推力器工作1分钟以上，相当于一个人深呼吸吹出的气体量（约3500 mL）可使推力器连续工作约一个月。
深圳市绿航星际太空科技研究院四名专业技术人员同样是从未研制过气体流量这么小且精度要求非常高的微流量控制器。为了保证发动机能够正常稳定地工作，技术人员从方案设计、加工工艺到气路封装，一路披荆斩棘，在团队协作下，解决了系列技术问题。微流量控制单元是除发动机外，第一个交付的产品。
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图5 飞行产品交付卫星系统进行装配调试
图片来源：新闻联播
研发团队在不到十个月的时间里，夜以继日、过五关斩六将，终将合格的射频离子发动机产品按时交付给卫星系统。
【太空黑科技——微型射频离子发动机首次飞行验证！】目前，射频离子微推进系统在轨工作正常，并顺利完成功能和性能测试，任务取得圆满成功，这也是国际首次在轨验证微型射频离子发动机技术！
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