巧借星际大气之力
让超低轨卫星长时续航
临近空间之上、传统低轨空间以下,隐藏着一片尚未被充分开发的新域空间——超低轨空间。这里离地表更近,卫星部署成本更低,对地观测看得更清,对地通信时延更短,孕育着商业航天发展的新突破。大连理工大学力学与航空航天学院“星驱科技”团队紧扣国家航天战略需求,专注新一代无工质吸气式电推进技术的研究,致力于解决我国超低轨道航天器持续运行的关键瓶颈问题,其“星驱科技——星链化时代的卫星电推进动力系统领航者”项目,将新一代无工质吸气式电推进技术从理论推向工程实践,摘得2025年中国国际大学生创新大赛金奖,基于该项目孵化的科技企业日前已成功获得天使轮融资。
党的二十届四中全会提出,加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力。“十五五”规划建议要全面增强自主创新能力,抢占科技发展制高点,不断催生新质生产力。航天科技是当今世界最具挑战性和广泛带动性的高技术领域,科技自立自强是我国航天事业发展的必由之路。
“星驱科技”团队的负责人是大连理工大学力学与航空航天学院博士生夏博涵,他也是该校微纳卫星与先进推进技术研究团队的成员之一,以“大连1号-连理卫星”为研究基础,团队完成了卫星电推进动力系统从原理设计、系统集成到工程实验的探索与创新。
据了解,超低轨道空间一般指100千米~300千米的轨道空间,具有战略意义和商业价值,近年来,欧洲、日本、美国等国家和地区通过各自研究项目均在积极对超低轨环境开展探测,通过试验卫星在轨对超低轨运行、超低轨防护等关键技术开展测试工作。但这片机遇之地同样险象丛生,卫星要时刻与稀薄大气“搏斗”,这里空间环境剧烈变化,大气稀薄,会对卫星产生阻力。夏博涵说:“传统的有工质的卫星推进系统,工质一旦耗尽,卫星必然坠落。我们的技术摒弃传统燃料(工质)束缚,无需携带传统推进剂,直接利用轨道中的气体工质,通过吸收并压缩轨道大气,电离后经电磁场加速喷射产生推力,实现长时续航。”
针对传统吸气式电推进系统空间占比大,地面试验环境难以真实还原和控制系统精度有限等问题,“星驱科技”团队经过不断迭代,设计出高比冲、高利用率的推进系统。吸气式电推进等多种型号推进系统及地面实验平台已被应用于多个机构。“我们将创新后的电推进技术,变成了能够解决产业痛点的产品,并立志为我国构建自主可控的超低轨星网系统贡献力量。”夏博涵自豪地说。
夏博涵在本科阶段就加入了大连理工大学力学与航空航天学院夏广庆教授的研究团队,2024年,他曾带领团队,首创将流体力学和空气动力学用于冷库精准控温,用航天技术实现冷库保鲜技术革新,获得中国国际大学生创新大赛(2024)全国总决赛金奖。从天到地,从地到天。夏广庆是“大连1号-连理卫星”总设计师,也是团队的指导教师,他表示:“航天精神正在一代代学生中传递,并支撑着团队成员进一步创新和发展技术,这是他们不断获得创新突破的重要原因。”
大连理工大学“星驱科技”学生团队是一支富有朝气和潜力的青年科技队伍,团队成员跨航天、力学、物理、经管等六个专业,他们不仅有硬核技术,更有敢闯敢拼的青年气质与使命情怀。超低轨道作为尚未被开发的新域空间,是未来太空领域新的发展热点。眼下,团队正在全力攻关卫星姿态控制与在轨调节技术。基于先进电推进系统和相应的软件,单颗卫星可实现智能在轨调节,未来将构建自主可控的超低轨道星网。
来源:大连发布
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