北京星辰空間科技有限公司（簡稱：星辰空間）300W氙工質霍爾推進系統(tǒng)隨天儀研究院研制的TY26星于2023年6月7日成功發(fā)射入軌，6月28日開始在軌點火驗證，首先完成了管路除氣、陰極激活等預處理工作，6月29日完成了基于壓傳流量閉環(huán)控制下的正常點火，點火過程圓滿順利，推進系統(tǒng)各參數(shù)正常和地面測試數(shù)據(jù)吻合。

圖 1 星辰空間300W霍爾電推進

     圖 2分別給出了WGS84系下衛(wèi)星TY26軌道位置和電推進系統(tǒng)陽極點火過程的放電電流實時遙測數(shù)據(jù)。

     在6月30日分別完成了基于壓傳流量閉環(huán)控制和基于陽極電流流量閉環(huán)控制點火，尤其是在軌驗證了國內首創(chuàng)的陽極電流閉環(huán)控制的霍爾電推進系統(tǒng)點火。

圖 2 實時遙測數(shù)據(jù)

     圖 3給出了基于陽極電流的流量閉環(huán)控制點火部分遙測數(shù)據(jù)。

圖 3  基于陽極電流流量閉環(huán)控制點火的星上電氣及控制參數(shù)

     與地面單獨推力的性能點火實驗測試結果比對，可知在陽極電壓250V和陽極電流0.76A時（為本次在軌電推進系統(tǒng)小推力工作模式），推力為10.5mN，再結合對應點火前后GNSS軌道數(shù)據(jù)和整星重量值，上述推力器性能指標與GNSS軌道反算推力結果吻合。

     點火過程中基于陽極電流的比例閥小流量控制，其計算控制誤差小于0.01（如圖 2所示），其實測陽極電流控制標準偏差為0.006157155，由地面標定結果反算到推力穩(wěn)態(tài)精度則優(yōu)于1%，可滿足諸如SAR衛(wèi)星等管道等高精度軌道控制場景需求。

     截止7月2日共計霍爾電推完成了15次在軌點火，均一次成功，累計點火時長超60分鐘，初步驗證了星辰空間300W霍爾推進系統(tǒng)在軌工作的穩(wěn)定性和可靠性。此次霍爾電推在軌成功點火，使星辰空間成為國內唯一化推和電推在軌首飛均一次成功的商業(yè)航天公司。

     星辰空間的氙氣電推進系統(tǒng)采用霍爾推進技術，產(chǎn)品創(chuàng)新和滿足航天質量要求并舉，創(chuàng)新的目標在滿足產(chǎn)品性能、可靠性和成本達成了統(tǒng)一，此次在軌點火成功也驗證了公司諸多首創(chuàng)技術。

     (1) 作為國內首個單線圈磁屏蔽霍爾推力器，其結構簡單、重量輕、技術指標性能達到了國際先進水平；

     (2) 國內首次在軌成功驗證了比例閥小流量連續(xù)閉環(huán)控制和陽極電流閉環(huán)控制，實現(xiàn)了推力一定范圍內的連續(xù)實時可調，極大地提高了推力穩(wěn)態(tài)精度，流量控制具有壓傳閉環(huán)和陽極電流閉環(huán)等多種冗余控制方式，進一步提高了系統(tǒng)可靠性。

     (3) 電推進系統(tǒng)軟件具備在軌重構能力和智能化，針對在軌單粒子效應，實現(xiàn)了創(chuàng)新的軟備份功能，可對用戶進行透明式切換執(zhí)行；對于在軌陽極打火問題采用了獨創(chuàng)的擴張狀態(tài)微分觀測器進行陽極電流變化實時預估，可實現(xiàn)大浪涌預警處理，確保整星用電安全。

     此外，星辰空間300W氪工質霍爾推進系統(tǒng)計劃于9月份搭載某末子級入軌，該系統(tǒng)包含2臺300W氪氣推力器，2臺貯供，1臺PPCU，1個氣瓶。預計可在軌驗證2臺不同技術狀態(tài)的300W氪工質推力器點火狀態(tài)、性能和穩(wěn)定性；這次飛行任務，同時還要驗證25MPa氪氣貯供系統(tǒng)通過機械調壓的流量控制、壓傳閉環(huán)的流量控制和陽極電流閉環(huán)的流量控制，為后續(xù)各型號氪工質霍爾推進系統(tǒng)在軌使用打下堅實基礎。

圖 4 某末子級300W氪工質霍爾推進系統(tǒng)布局

     北京星辰空間科技有限公司成立于2019年12月25日，公司目前完全自主研發(fā)的產(chǎn)品覆蓋了霍爾推進、離子推進、化學推進和冷氣推進等，其中霍爾產(chǎn)品譜系豐富覆蓋了100W、200W、300W、600W和1700W等不同功率霍爾電推產(chǎn)品，可滿足30~1500kg級衛(wèi)星在軌長期機動和長壽命需求，其中200W以上（含）霍爾電推可采用氙/氪兩種工質，具有在軌飛行經(jīng)歷，其性能指標均處于國際先進水平。公司多款霍爾電推已經(jīng)為國家多個重大型號進行配套。

     化學推進產(chǎn)品包括0.25N、0.5N、1N、5N、10N和20N等單組元和雙組元推進，產(chǎn)品成熟可靠，具有在軌飛行經(jīng)歷，可適用于微納星到大衛(wèi)星的快速機動和軌控需求。此外公司還研發(fā)出mN級低成本電阻式推進，可滿足低成本商業(yè)應用需求。

     公司是目前唯一自主掌握600W以上中高功率霍爾電推進、300~1700W 霍爾氪氣電推進、陰極和低功率離子射頻電推進等核心關鍵技術的商業(yè)推進公司。