近日，502所對外公布一項科研成果，推動了我國深空探測能力的有效提升。這項成果就是高純度氙氣加注技術。

電推進系統(tǒng)的常用工質

在日常生活中，人們對于氙氣的認識可能只停留在某些汽車使用的氙氣大燈上。鮮為人知的是，在航天領域，氙氣用場也不小。

“離子電推進與傳統(tǒng)的化學推進相比，比沖要大10倍?！痹撍芯繂T武蔥蘢告訴記者，對于同樣的宇航任務，電推進攜帶的推進劑約為化學推進的十分之一，甚至更少。

電推進的問世，為人類探索更遠的太空提供了支撐。不過，電推進技術的發(fā)展需要氙氣的幫忙。

“目前，國際上廣泛采用的電推進技術主要有兩種——離子電推進技術和霍爾電推進技術，無論在哪種電推進系統(tǒng)中，都需要一種能將電能和機械能相互轉化的媒介物質。氙氣就是這種媒介物質的代表?！蔽涫[蘢介紹說。

“我國航天電推進技術想要得到長足發(fā)展，想要填補在氙氣領域應用的空白，發(fā)展氙氣技術應用勢在必行?！蔽涫[蘢表示，該所研發(fā)的高純度氙氣加注技術，是對我國航天電推進技術發(fā)展的有力支撐。

打響加注氙氣攻堅戰(zhàn)

去年3月，502所成功繪制出了我國首張氙氣物理特性圖譜，獲得了氙氣在不同狀態(tài)下溫度、壓力、密度的變化規(guī)律，不過這并沒有減少研發(fā)者在高純度氙氣加注技術研發(fā)過程中遇到的困難。

如何將氙氣注入衛(wèi)星中，這是科研人員需要攻克的主要難題。

“地面氙氣源的壓力可以在自由壓力的狀態(tài)下將氙氣源落壓填充到衛(wèi)星中，但當氙氣源和衛(wèi)星壓力平衡后，我們就需要想辦法將氙氣源增壓?！痹撍呒壒こ處熕物w介紹道。

這個看似簡單的過程對于氙氣加注工作來說卻十分不易。首先，氙氣的物理特性非常特殊，在加注過程中要避免固態(tài)氙的出現(xiàn)；其次，要保證整個加注過程中氙氣的純度；第三，如果使用傳統(tǒng)的增壓泵機械加注方式，氙氣會將機械做功產生的動能轉化為熱能，使溫度迅速上升。而與之相悖的是，衛(wèi)星上氙氣瓶的溫度要求不能超過45度。

為了保證加注這一動作的成功實現(xiàn)，科研人員們創(chuàng)造性地設置了 “中轉站”來完成加注。

“中轉站”是個轉換裝置。通過對“中轉站”內部降溫，使其內部氙氣壓力隨之降低，當低于氙氣源的壓力時，在壓差的作用下，氙氣源中的氙氣會流入“中轉站”。之后，通過“中轉站”內部的加熱系統(tǒng)，讓流入內部的氙氣升溫，氙氣的壓力隨之升高。當壓力高于衛(wèi)星上的氙氣瓶時，同樣利用壓差的原理，讓氙氣從“中轉站”流出，進入衛(wèi)星上的氣瓶中。

同時，該所科研人員還在無數次試驗之后設計出了精密的溫度控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)通過對氙氣源溫度、加注設備溫度的嚴格控制，保證了加注過程中氙氣溫度滿足要求。

去年12月底，該所向相關上級單位展示了這項技術，得到了肯定的評價：為我國電推進技術的正式應用提供了強有力的保障，為我國深空探測的開展鋪墊了道路。

“我國航天技術水平的躍升需要創(chuàng)新，我們能為推動我國航天技術的進步貢獻一份力量感到驕傲。”宋飛介紹，他們研制團隊的座右銘是：“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”。